Neuentwickeltes Polymer wechselt temperaturabhängig zwischen dem Status farbig und transparent

Abhängig von der Temperatur wechselt Polymer zwischen farbig und transparent

Japanische Forscher haben ein Polymer entwickelt, das in Abhängigkeit von Umweltveränderungen zwischen dem Status gefärbt und transparent variieren kann. Das intelligente Material, kreiert von Ryojiro Akashi in Zusammenarbeit mit Fuji Xerox in Kanagawa wandelt auf Spuren der Natur. Auch Tiere wie Tintenfische und Kraken steuern zum Schutz oder zur Verteidigung das Pigementierungsmuster ihrer Haut.

Das Fuji-Xerox-Team entwickelte aus dem als NIPAM bekannten Polymer kleine, kontraktionsfähige Pigment-Taschen. Die langen, kettenartigen Moleküle des Polymers können so querverbunden werden, dass sie ein elastisches Gel bilden. Das Volumen des Gels wird von der Temperatur gesteuert. Bei etwa 34 Grad Celsius ziehen sich die Moleküle spontan zusammen und das Gel fällt auf zehn Prozent seines Anfangsvolumen zurück. Akashi und Kollegen entwickelte Partikel aus NIPAM-Pigment-Taschen mit einem Durchmesser von 20 bis 200-tausendstel Millimeter im aufgeblähten Zustand. Diese Partikel wurden mit großen Mengen an Pigmenten wie „Carbon Black“ ausgestattet, ohne dabei laut einem Bericht des Fachblatts Nature das durch die Temperatur ausgelöste Schrumpfen zu beeinträchtigen.

Bei Raumtemperatur sind die in einem Lösungsmittel fein verteilten Gelpartikel aufgebläht und die Flüssigkeit erscheint schwarz. Bei einer Erwärmung auf 40 Grad Celsius schrumpfen die Partikel und die Flüssigkeit erscheint transparent. Letztendlich könnten Volumen-verändernde Gels durch unterschiedliche Stimuli wie Säure, Licht oder Toxine ein- und ausgeschaltet werden.