Frühwarnung durch Polymere

Forschende des zur Universität Freiburg gehörenden Adolphe Merkle Instituts (AMI) und der japanischen Universität Hokkaido haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Eigenschaften von spannungsanzeigenden Molekülen massgeschneidert werden können. In Polymere eingebaut, können diese Moleküle Schäden und übermässige mechanische Belastungen optisch signalisieren. Im Rahmen ihrer Forschungsarbeit am Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) Bioinspirierte Materialien erforschen Professor Christoph Weder, Leiter der Forschungsgruppe Polymerchemie und Materialien, und sein Team Polymere, die unter mechanischer Belastung ihre Farboder Fluoreszenzeigenschaften verändern. Der übliche Ansatz, um diese Funktion zu erreichen, basiert auf Sensormolekülen mit schwachen chemischen Bindungen, die aufbrechen, wenn die angewendete Kraft ein bestimmtes Mass überschreitet. Dieser Effekt kann Farbänderungen oder sonstige vordefinierte Reaktionen hervorrufen. Ein wesentlicher Schwachpunkt dieses Ansatzes besteht jedoch darin, dass die schwachen Bindungen auch unter der Einwirkung von Licht oder Hitze aufbrechen können. Dies schränkt den praktischen Nutzen von spannungsanzeigenden Polymeren ein.