Temperatur und Druck sichtbar machen: umweltfreundlich und leicht abwaschbar
Regensburger Wissenschaftler entwickeln neuartige Farben für Messungen im Windkanal
Ein Forscherteam um Prof. Dr. Otto Wolfbeis vom Institut für Analytische Chemie, Chemo- und Biosensorik der Universität Regensburg hat in diesem Zusammenhang nun wasserlösliche und umweltfreundliche Farben entwickelt. Mit ihrer Hilfe können sowohl die Druck- als auch die Temperaturverteilungen auf den Oberflächen von Flugzeugen und Automobilen gleichzeitig gemessen werden. Die Farben sind darüber hinaus leicht abwaschbar und bieten hervorragende Messeigenschaften.
Die Regensburger Chemiker benutzen dafür fluoreszierende Sonden, die in Mikro- bzw. Nanopartikel eingebettet vorliegen. Durch das Auftragen oder Aufsprayen einer wässrigen Suspension der gefärbten Partikel auf Aluminiumoberflächen entsteht eine gleichmäßige dünne Schicht mit großer Stabilität und Haftungskraft. Auf weitere Bindungs-Polymere und auf giftige Lösungsmittel kann verzichtet werden. Die Messsonden in der Farblösung können durch LEDs oder durch Laser bei einer Wellenlänge von 405 nm aktiviert werden und liefern so über deren Fluoreszenz eine bildhafte Darstellung der Verteilung des Oberflächendrucks und der Oberflächentemperatur.
Robert Crutchley, Professor an der Carleton University in Kanada und führender Experte auf dem Gebiet der Sensorik, ist von dem bedeutenden Nutzen der neuen Sensorfarben überzeugt: "Die Technologie für gleichzeitige Messungen des Oberflächendrucks und der Oberflächentemperatur existierte schon vorher, aber noch niemand hat es auf diese Weise versucht. Das ist ein wirklich innovativer Ansatz für die Anwendung von druckempfindlichen Farben."
Die Regensburger Wissenschaftler wollen nun die Reaktionszeit der Sonden verbessern. "Die Luftfahrt- und Automobilindustrie will Sensorfarben, die Ansprechzeiten im Millisekunden-Bereich aufweisen", so Prof. Wolfbeis. "Derzeit erreichen wir etwas weniger als einer Sekunde."
Originalveröffentlichung: Lorenz H. Fischer, Sergey M. Borisov, Michael Schaeferling, Ingo Klimant and Otto S. Wolfbeis; "Dual sensing of pO2 and temperature using a water-based and sprayable fluorescent paint"; Analyst 2010
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