Forskere udvikler et fast materiale med mobile partikler, der reagerer på miljøet

Inde i de fleste materialer, lidt bevæger sig. Men en ny "aktiv nanokomposit" vrimler med bevægelse:små partikler forbinder eller adskilles, dermed ændre farven på hele materialet. Det blev lavet af forskere fra Leibniz Institut for Nye Materialer i Saarbrücken i et forsøg på at give materialer mere dynamik. Det gennemsigtige materiale kan "besvare" temperaturændringer eller, i fremtiden, tilstedeværelsen af ​​kemiske stoffer og toksiner med en farveændring. Forskerne ønsker at skabe emballagefilm, der ændrer farve, når maden bliver fordærvet, for eksempel.

Resultaterne blev for nylig offentliggjort i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Avancerede materialer .

Hvordan får man faste partikler til at bevæge sig inde i et fast materiale? "Man ønsker sjældent, at dette skal ske i stål, beton, eller plastik, fordi fri bevægelighed normalt indebærer et svagt punkt i materialet. I vores aktive nanokompositter, partikler er afkoblet fra hovedmaterialet inde i små rum, mens resten forbliver stabilt, siger Tobias Kraus, Leder af strukturdannelsesgruppen ved INM.

Forskerholdet brugte et trick:som rosiner i en budding, de fordelte små væskedråber i en polymer. Dråberne indeholdt guld nanopartikler, der bevæger sig frit inde i hver dråbe, noget, de ikke kunne i det faste stof:"Partiklerne er nu frie til enten at agglomerere eller frit bevæge sig i hele dråben. Nanokomposittens farve afhænger af, hvor langt nanopartiklerne er fra hinanden. den skifter fra rubinrød til gråviolet i vores eksempel. Partiklerne kan skilles igen, og farveændringen er fuldt reversibel, " forklarer professor Kraus.

Det blotte øje kan hverken skelne dråberne eller nanopartiklerne indeni. Hele kompositten er gennemskinnelig; den skifter simpelthen farve afhængigt af temperaturen. "Resultatet er relevant for applikationer, der kræver gennemsigtige materialer. Vi forestiller os at belægge det på klare film, for eksempel, " siger materialeforskeren Kraus.

I den aktuelle publikation, partiklerne agglomererer afhængigt af temperaturen. I fremtiden, forskerne ønsker, at nanokompositten skal reagere på kemiske stimuli. "Man kan bruge dette til direkte at visualisere høje C-vitaminkoncentrationer eller toksiner, for eksempel, siger Kraus.