Hightech-Material Folie ändert Farbe bei Helligkeit

Ein neues Hightech-Material wechselt seine Farbe je nach Helligkeit der Umgebung. Die Technologie könnte Maschinen haltbarer machen und dem Militär nutzen. Ein Künstler will daraus Kleidung herstellen.

Wechselt bei Lichteinfluss von Schwarz zu Weiß: Neues Material könnte in Zukunft nicht nur dem Militär dienen, sondern auch der Modebranche
John Rogers/ PNAS

Wechselt bei Lichteinfluss von Schwarz zu Weiß: Neues Material könnte in Zukunft nicht nur dem Militär dienen, sondern auch der Modebranche


Verstecken, Kommunizieren, Jagen: Kopffüßer wie Kraken und Tintenfische nutzen ihre Haut auf viele verschiedene Arten. Jetzt machen sich Forscher diese Eigenschaft zunutze. Unter der Leitung von John Rogers von der Universität Illinois (Urbana/US-Staat Illinois) hat ein amerikanisch-chinesisches Forscherteam die Haut dieser Tiere imitiert. Sobald es hell wird, verändert das neue Material seine Farbe. Ihre Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Science" ("PNAS") veröffentlicht.

Für die Struktur des Materials haben die Forscher die Haut der Kopffüßer kopiert. Es ist im Wesentlichen aus vier Komponenten aufgebaut. Obenauf liegt eine 65 Mikrometer dicke Schicht mit einer temperaturempfindlichen Farbe. Sie ist normalerweise schwarz, aber ab einer Temperatur von 47 Grad Celsius verändert sich ihre Molekülstruktur und sie wird durchsichtig. Dann ist der weiße Untergrund zu sehen, der aus einer hauchdünnen Silberschicht besteht.

Keine zentrale Steuereinheit

Dass die Farbe durchsichtig wird, dafür sorgen Fotozellen. Sie sind mikroelektronisch an Heizwiderstände gekoppelt und registrieren das Umgebungslicht. Fällt in einer dunklen Umgebung Licht auf die Fotozellen, aktiviert dies die Heizwiderstände. Sie erwärmen die temperaturempfindliche Farbe auf über 47 Grad Celsius, sodass sich die Farbe ändert. Aus dem Licht wird so elektrischer Strom und daraus wiederum Wärme.

Im Versuchsstadium sind die Komponenten in 16 mal 16 Pixeln auf einer Fläche von 1,4 mal 1,4 Zentimetern angeordnet. Wenn die Forscher einen kleinen Lichtstrahl über die Fläche wandern lassen, dann wechselt das Material an den beleuchteten Stellen nach ein bis zwei Sekunden seine Farbe. Verschwindet das Licht, kehrt die Oberfläche mit derselben kleinen Verzögerung wieder zur Ausgangsfarbe Schwarz zurück. Das alles geschieht ohne zentrale Steuereinheit, nur aufgrund der lokalen Helligkeitsmessung.

Von Schlachtfeld bis Laufsteg

Noch sind nur Farbwechsel von Schwarz und Weiß möglich, keine Zwischentöne. Rogers und Kollegen sind jedoch zuversichtlich, dass ihr eingeschlagener Weg bald sogar zu farbigen Anwendungen führen wird.

Mit Blick auf die Zukunft schreiben sie: "Die Erfindungen weisen realistische Wege zu dünnen Folien, die einfach um feste Objekte gewickelt werden können, um ihre visuelle Erscheinung zu verändern. Sie haben eine potenzielle Bedeutung für Anwendungen in den Bereichen Konsumgüter, Industrie und Militär." Die neue Technologie könne laut den Autoren Maschinen so unempfindlicher gegenüber Umwelteinflüssen und energieeffizienter machen.

An die Haut der Meerestiere kommt das neue Material allerdings noch lange nicht heran. Das neue Material sei laut Professor Rogers noch nicht einmal bereit für eine Anwendung.

Ideen dafür gibt es allerdings schon viele. Bei Rogers häufen sich die Anfragen - nicht nur von der US-Marine, die die Forschung gefördert hat. Ein Kunstprofessor wolle die Technologie nutzen, um Kleidungsstücke zu designen, berichtete Rogers der BBC. Die Stoffe sollen sich dem Umgebungslicht anpassen. Jedoch nicht, um sich zu verstecken, sondern um aufzufallen.

tst/ dpa

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