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Materialwissenschaften: Farbwechselnde Materialien auf Knopfdruck

Clever konstruierte, geschichtete Chips imitieren ihre Umgebung und machen sich (fast) unsichtbar.
Chips passen sich an Umgebung an Laden...

Forschern der University of Houston ist es gelungen, ein "Tarnsystem" aus vielen kleinen Chips herzustellen, die ihre Farbe automatisch und ohne äußere Einwirkung an die ihrer Umgebung anpassen können. Das System wurde in Anlehnung an die Haut von Tintenfischen entwickelt. Ein Prototyp imitiert bereits Muster in Schwarz-Weiß – wie zum Beispiel verschiedene Lichtmuster – und passt diese innerhalb von ein bis zwei Sekunden an.

Chips, die sich dem Licht anpassen

Zuvor hatte es noch Probleme gemacht, die Farbinformationen der Umgebung an verschiedenen Stellen zu messen und lokal passend nachzuahmen. Den Wissenschaftlern um Cunjiang Yu ist es nun gelungen, dieses Problem zu umgehen. Jeder Chip – ein Millimeter groß und aus vier Schichten aufgebaut – arbeitet dabei unabhängig von den anderen. Die erste Schicht besteht aus einem Farbstoff, der bei Temperaturänderung zwischen schwarz und durchsichtig wechseln kann. Darunter folgt eine Lage weiß reflektierenden Silbers, schließlich die dritte Schicht einer ultradünnen Siliziumdiode, die die Temperatur und damit den Farbwechsel kontrollieren soll. Ein Fotosensor erkennt die Muster der Umgebung und gibt die Information an die Siliziumzelle weiter, woraufhin eine Anpassung der Farbe resultiert.

Die Chips können sehr flexibel angeordnet werden und bilden eine Art elastische Haut, die auf verschieden geformten Flächen auftragbar ist. Das System kann auf Grund der einzelnen Chips auch leicht vergrößert oder verkleinert werden. Außerdem ist es einfach, die verwendeten Farbstoffe zu variieren. Daher seien verschiedene Anwendungen für die Chips denkbar: etwa als unsichtbares Pflaster auf der Haut oder bei der Tarnung militärischen Geräts.

34. KW 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 34. KW 2014

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