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TU Chemnitz erforscht Farbe als Spannungsmesser

Forschung Uni-Team entwickelt Farbstoffe, die Belastungen durch Farbänderung anzeigen

Einem Forschungsteam der TU Chemnitz und der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg ist es gemeinsam gelungen, ein neues Farbstoffmolekül aus dem Bereich sogenannter "Mechanophore" zu konstruieren. Dank dieses Moleküls können Bauteilspannungen je nach Stärke stufenlos durch Farbänderungen angezeigt werden. Das Konzept solcher Farbstoffe ist nicht neu, allerdings konnten bisherige Mechanophore meist nur die An- oder Abwesenheit von Spannungen in Kunststoffen anzeigen.

Durch die aktuelle Forschung kommt nun noch die Dimension der tatsächlichen Stärke der Spannung hinzu. Das bringt große Vorteile überall dort, wo es wichtig ist, jederzeit einen Überblick über die Belastung und damit auch die Integrität des Materials zu haben. Das Besondere: Nimmt die Kraft ab, geht das Farbstoffmolekül wieder in seinen Ausgangszustand zurück. Daher wird dieser Farbstoff auch als "molekulare Feder" bezeichnet - sie dehnt sich und "springt" danach wieder in den Ursprungszustand. "Dies ist ein großer Schritt in Richtung der direkten Sichtbarmachung von externen Spannungen und Eigenspannungen von Kunststoffen mit einfacher Analytik, was für die weitere Entwicklung von Materialien mit verbesserten mechanischen Eigenschaften oder im Bereich des 3D-Drucks von großem Nutzen sein kann", fasst Michael Sommer, Inhaber der Professur Polymerchemie der TU Chemnitz, zusammen. Zukünftige Anstrengungen werden sich darauf konzentrieren, die molekularen Kraftfeldern für die Anwendung in verschiedenen Kunststoffen anzupassen. Dies wird die Kooperation mit anderen Arbeitsgruppen und die Zuhilfenahme von Computer-gestützten Methoden erfordern.