Dieses vom Chamäleon inspirierte Material könnte Unsichtbarkeit real machen 🦎
Veröffentlicht von Cédric,
Artikelautor: Cédric DEPOND
Quelle: Science Advances
Andere Sprachen: FR, EN, ES, PT
Artikelautor: Cédric DEPOND
Quelle: Science Advances
Andere Sprachen: FR, EN, ES, PT
Der selbstadaptierende Photochromismus (SAP) basiert auf Molekülen, die auf das Umgebungslicht reagieren können. Diese Moleküle ändern ihre Struktur, um die Farbe des Materials an seine Umgebung anzupassen, ohne dass komplexe elektronische Geräte oder externe Energiequellen nötig wären.
(A) Kreaturen mit aktivem Tarnmechanismus (erstellt mit Photoshop 2023).
(B) Schematische Darstellung des Mechanismus des selbstadaptierenden Photochromismus (SAP).
(C) Allgemeine chemische Struktur und Isomerisierung zwischen linearen und zyklischen Donor-Akzeptor-Stenhouse-Addukten (DASAs).
(D) Normierte UV-vis-Absorptionsspektren der Farbstoffeinheiten in den fixierten und negativen photochromen Phasen [Polycaprolacton (0,1 g/ml) in einer Mischung aus Tetrahydrofuran/Dichlormethan, 1:9 v/v].
(E) Relative Farbveränderung der DASAs bei Bestrahlung mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen und Distanzen.
Im Gegensatz zu bestehenden Tarnsystemen, die oft teuer und kompliziert sind, bietet dieses Material eine vereinfachte Herangehensweise. Neben der Kostenreduktion schafft sein minimalistisches Design neue Möglichkeiten in Bereichen wie Mode, Architektur und militärische Anwendungen.
In Labortests platzierten die Forscher eine SAP-Lösung in verschiedenfarbigen Behältern. Das Ergebnis: Innerhalb weniger als einer Minute passte sich die Lösung an und verschmolz vollständig mit dem Hintergrund. Dieses Verhalten konnte auch in natürlichen Umgebungen beobachtet werden, was seine Vielseitigkeit bestätigt.
Eine weitere bedeutende Innovation sind die flexiblen Beschichtungen, die aus SAP hergestellt werden. Diese Filme, die auf festen Objekten aufgetragen werden, ermöglichen eine schnelle und effektive Tarnung, selbst bei extremen Temperaturen von -20 °C bis 70 °C.
Derzeit werden Blautöne und Violett noch nicht optimal von diesem Material abgedeckt. Die Forscher arbeiten jedoch an Lösungen, um die Farbpalette zu erweitern und die Geschwindigkeit der Farbwechsel weiter zu verbessern.
Jenseits der visuellen Effekte wirft dieses Material wichtige Fragen auf. Wie lässt sich eine solche Technologie in Kleidung oder Objekte integrieren, ohne potenziellen Missbrauch zu fördern? Die ethischen und gesellschaftlichen Implikationen stehen weiterhin im Zentrum der Diskussionen.
Dieses Material, so vielversprechend es auch ist, stellt nur den Anfang dar. Es kündigt eine Ära an, in der die Anpassung an die Umwelt – bisher nur im Tierreich möglich – durch Materialwissenschaft zugänglich wird.
Was ist selbstadaptierender Photochromismus (SAP)?
Selbstadaptierender Photochromismus (SAP) ist ein chemisches Phänomen, bei dem ein Material seine Farbe spontan als Reaktion auf Lichtveränderungen ändert. Dieser Prozess beinhaltet keine elektronischen Schaltkreise, was ihn einzigartig macht.
Der Schlüssel liegt in der molekularen Neuordnung. Unter bestimmten Wellenlängen verändern die Moleküle im Material ihre chemische Struktur, was zu einer sichtbaren Veränderung führt.
Diese Materialien basieren auf molekularen Addukten, den sogenannten DASAs, die mit organischen Farbstoffen kombiniert werden. Zusammen sorgen sie für eine schnelle und autonome Reaktion.
Robust und vielseitig wird SAP bereits in Anwendungen wie intelligenten Beschichtungen, Textilien und militärischer Tarnung getestet.