Wissen-News Neue Farbstoffe aus Chemnitz sollen Belastung auf Kunststoffe in Echtzeit sichtbar machen
Hauptinhalt
06. November 2024, 12:11 Uhr
Chemiker an der TU Chemnitz haben Farbstoffe entwickelt, die Spannungen auf Kunstfasern sichtbar machen. Dabei zeigen sie erstmals auch die Stärke der Belastung an.
Das Konzept von Farbstoffen, die Spannungen in Kunststoffen anzeigen, ist nicht neu. Doch erstmals ist es Wissenschaftlern in Chemnitz gelungen, Spannungen sichtbar zu machen. Dazu werden sogenannte Mechanophore genutzt, die die Kräfte, die auf sie wirken, anzeigen. Diese besonderen Moleküle wirken wie Federn, die je nach Intensität die Farbe entsprechend der auf sie wirkenden Spannung in Echtzeit ändern. Kehrt die Spannung in den Ausgangsstatus zurück, "springt" auch der Farbstoff in seinen ursprünglichen Zustand.
Neue Farbstoffe könnten Alterungs- und Schadensanalyse "revolutionieren"
Michael Sommer vom Institut für Chemie der TU Chemnitz erklärt: "Das bringt überall dort große Vorteile, wo es darauf ankommt, Belastungen in Kunststoffen in Echtzeit abzubilden. Diese neue Form der Schadensanalyse könnte schon bald zu praktischen Anwendungen führen." In einer neuen Forschungsarbeit haben die Wissenschaftler das Konzept weiterentwickelt und tüfteln an der Kalibrierung der Farbstoffe, die noch lange nicht abgeschlossen ist. "Der Schritt von der bloßen Sichtbarmachung und theoretisch berechneten Kräften in Kunststoffen hin zu experimentell direkt bestimmten Kräften ist ein großer", sagt Sommer.
Die Wissenschaftler versprechen sich viel von den neuen Farbstoffen. "Die Visualisierung von zeit- und ortsaufgelösten Kräfteverteilungen kann bisher nur theoretisch modelliert werden. Der Einsatz von Torsionsfedern bietet hier einzigartige Möglichkeiten für mikroskopische Einblicke, die Alterungs- und Schadensanalyse revolutionieren könnten", so Sommer. Bisher wurden vor allem Zugkräfte untersucht, aber auch Druck auf Kunststoffe soll künftig angezeigt werden können. Die Forschung dazu stehe aber noch aus.
Links/Studien
Die Studie "Mechanistically Different Mechanochromophores Enable Calibration and Validation of Molecular Forces in Glassy Polymers and Elastomeric Networks" ist in der Zeitschrift "Angewandte Chemie" erschienen.
idw/jar
Dieses Thema im Programm: MDR SACHSEN-ANHALT | Nachrichten | 05. November 2024 | 08:00 Uhr
MDR-Team vor 5 Wochen
Hallo part,
die Entwicklung neuer Farbstoffe, die Belastungen von Kunststoffen sichtbar machen, hat durchaus ihren Nutzen. Auch wenn viele Kunststoffprodukte aus Fernost kommen, sind Qualitätsstandards und Haltbarkeitsüberprüfungen bei uns entscheidend für die Produktsicherheit und -transparenz. Solche Farbstoffe könnten Hersteller*innen und Verbraucher*innen helfen, den Verschleiß und die Alterung von Produkten besser einzuschätzen und zu kontrollieren – unabhängig vom Produktionsort. Außerdem kann diese Technologie in der Produktion hochwertiger Industriegüter und in Recyclingprozessen helfen, was wiederum die Nachhaltigkeit und Sicherheit in Europa stärkt.
- Das MDR WISSEN Team
part vor 5 Wochen
Wozu das Ganze, wo doch die meisten Waren aus,- mit,- oder Kunststoffanteilen aus Fernost kommen. Die Qualität dazu hat bestimmt jeder schon einmal selbst erlebt, obwohl sich das Verfallsdatum wesentlich verlängert hat. China wird dieses Patent bestimmt nicht kaufen, bleibt nur der Bau von hochwertigen Industriegütern und Flugzeugen. Bedenkt man die Menge an Alt-Plastik, die D und EU in die dritte Welt exportiert zum Recyclen, dann kann daraus einfach kein hochwertiges Produkt mehr entstehen. Für den Verbraucher kann es dagegen nützlich sein, wenn er angezeigt bekommt, sich rechtzeitig ein neues Produkt zulegen zu müssen.