{"id":304373,"date":"2021-08-18T09:00:00","date_gmt":"2021-08-18T07:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=304373"},"modified":"2021-08-18T09:00:00","modified_gmt":"2021-08-18T07:00:00","slug":"teile-verfaerben-sich-wenn-der-druck-zu-hoch-wird","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/teile-verfaerben-sich-wenn-der-druck-zu-hoch-wird\/","title":{"rendered":"Teile verf\u00e4rben sich, wenn der Druck zu hoch wird"},"content":{"rendered":"\n

Einem Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dr. Michael Sommer<\/a>, Inhaber der Professur Polymerchemie<\/a> der Technischen Universit\u00e4t Chemnitz, und PD Dr. Michael Walter, Projektleiter im Exzellenzcluster Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) der Albert-Ludwigs-Universit\u00e4t Freiburg<\/a>, ist es gelungen, ein neues Farbstoffmolek\u00fcl aus dem Bereich sogenannter \u201eMechanophore\u201c zu konstruieren.<\/p>\n\n\n\n

Dank dieses Molek\u00fcls k\u00f6nnen Bauteilspannungen je nach St\u00e4rke stufenlos durch Farb\u00e4nderungen angezeigt werden. Das Konzept solcher Farbstoffe ist nicht neu. Allerdings konnten bisherige Mechanophore meist nur die An- oder Abwesenheit von Spannungen in Kunstoffen anzeigen. Durch die aktuelle Forschung kommt nun noch die Dimension der tats\u00e4chlichen St\u00e4rke der Spannung hinzu. Das bringt gro\u00dfe Vorteile \u00fcberall dort, wo es wichtig ist, jederzeit einen \u00dcberblick \u00fcber die Belastung und damit auch die Integrit\u00e4t des Materials zu haben. Diese effektive Form von Schadensanalytik zu entwickeln und zur praktischen Anwendung zu bringen, ist das Forschungsteam nun einen Schritt n\u00e4hergekommen.<\/p>\n\n\n\n

Die Ergebnisse der Untersuchung sind in dem Fachjournal \u201eNature Communications\u201c erschienen<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Molekulare \u201eFeder\u201c<\/h3>\n\n\n\n

Wie die Forscherinnen und Forscher in ihre Ver\u00f6ffentlichung berichten, k\u00f6nnen durch die Kombination eines molekular designten Farbstoffes mit einem geeigneten und vor allem nicht-spr\u00f6den Kunststoffes makroskopische Kr\u00e4fte nun auf die molekulare Skala \u00fcbertragen werden. Diese einwirkenden Kr\u00e4fte k\u00f6nnen zum Beispiel \u00e4u\u00dferer Druck oder Zug sein.<\/p>\n\n\n\n

Das Farbstoffmolek\u00fcl \u201ef\u00fchlt\u201c damit die Kraft, die innerhalb des Kunststoffes wirkt, und zeigt weiterhin Kraft\u00e4nderungen durch \u00c4nderungen der Farbigkeit an. Nimmt die Kraft auf den Kunststoff ab, geht das Farbstoffmolek\u00fcl wieder in seinen Ausgangszustand zur\u00fcck. Daher wird dieser Farbstoff auch als \u201emolekulare Feder\u201c bezeichnet \u2013 sie dehnt sich und \u201espringt\u201c danach wieder in den Ursprungszustand.<\/p>\n\n\n\n

Im Vergleich zu bereits existierenden molekularen Schaltern, die Kr\u00e4fte in Kunstoffen durch Farb\u00e4nderung anzeigen k\u00f6nnen, liegen die Vorteile hier klar auf der stufenlosen Abbildung von verschieden gro\u00dfen Kr\u00e4ften sowie des Feder-artigen Verhaltens des Molek\u00fcls, das damit immer wieder eingesetzt werden kann.<\/p>\n\n\n\n

D\u00e4mpfung besser verstehen  <\/h3>\n\n\n\n

\u201eDies ist ein gro\u00dfer Schritt in Richtung der direkten Sichtbarmachung von externen Spannungen und Eigenspannungen von Kunstoffen mit einfacher Analytik, was f\u00fcr die weitere Entwicklung von Materialien mit verbesserten mechanischen Eigenschaften oder im Bereich des 3D-Drucks von gro\u00dfem Nutzen sein kann\u201c, fasst Prof. Dr. Michael Sommer zusammen.<\/p>\n\n\n\n

Aber auch das Verst\u00e4ndnis von D\u00e4mpfungseigenschaften spezieller Materialien und auch nat\u00fcrlicher Systeme k\u00f6nnte damit leichter erforscht werden: So gibt es gro\u00dfe und schwere Fr\u00fcchte, die aus gro\u00dfer H\u00f6he von B\u00e4umen fallen, jedoch den Fall unbesch\u00e4digt \u00fcberstehen. Die Natur dient hier als Vorbild und molekulare Federn k\u00f6nnten helfen solche Systeme besser zu verstehen und zu imitieren.<\/p>\n\n\n\n

Zuk\u00fcnftige Anstrengungen werden sich daher darauf konzentrieren, die molekularen Kraftfedern f\u00fcr die Anwendung in verschiedenen Kunststoffen anzupassen. Dies wird die Kooperation mit anderen Arbeitsgruppen und die Zuhilfenahme von Computer-gest\u00fctzten Methoden erfordern. <\/p>\n\n\n\n

Foto: Der entwickelte Farbstoff zeigt Spannungen und deren St\u00e4rke in Kunststoffen und Bauteilen an. Ob das funktioniert, wurde in mechanischen Experimenten bei der Verwendung eines Testk\u00f6rpers mit Kraftfeder untersucht.<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

Auch interessant: Umweltsch\u00e4den im Wald mit Drohnen und Sensoren erkennen<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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