Nanopartikel reagieren auf ihre Umgebung

Wissenschaftler für innovative Materialien ausgezeichnet

02.10.2019 - Deutschland

Als Henriette Meyer morgens in ihrem Bett aufwacht, erhellt sich das dunkle Fensterglas durch die Sonne von selbst. In der Küche nimmt sich Frau Meyer ein Stück Käse aus dem Kühlschrank, aber die Verpackung leuchtet rot: kleine Partikel im Kunststoff zeigen an, dass der Käse verdorben ist. An dieser Zukunftsvision arbeitet Tobias Kraus. Er ist Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Neue Materialien und erforscht Nanopartikel, die auf ihre Umwelt reagieren, oder harte Materialien weich machen. Für diese Arbeiten wurde er von der Kolloid-Gesellschaft als erster Wissenschaftler einer saarländischen Forschungseinrichtung mit dem Liesegang-Preis ausgezeichnet.

Ein Schwerpunkt seiner Forschung sind sogenannte aktive Nanokomposite – Materialien, in denen Nanopartikel auf ihre Umgebung reagieren: „Aktive Nanokomposite sind feste Materialien, in denen sich Nanopartikel dennoch frei bewegen können. Diese Bewegung lässt sich von außen steuern. Je nachdem, ob sich die Partikel einzeln bewegen, oder zu kleinen Klumpen zusammenballen, verändert sich die Farbe des Materials. Zurzeit gelingt uns dies über die Temperatur. Wenn wir die Bewegung der Partikel über die Konzentration von Keimen oder Giftstoffen steuern könnten, könnten sie durch eine Farbänderung zum Beispiel vor verdorbenen Lebensmitteln warnen“, beschreibt Kraus das Prinzip der aktiven Nanokomposite und eine mögliche, zukünftige Anwendung.

Außerdem sucht der Materialwissenschaftler nach Wegen, Metalle weich zu bekommen. „Beispielweise hätte man gerne Textilien mit weichen Heizdrähten oder Papierverpackungen mit elektronischen RFID-Tags. Dünne Drähte brechen aber leicht und lassen sich schwer verarbeiten“, sagt Kraus. Er umhüllt deshalb sehr dünne Metall-Drähte mit organischen Molekülen und stellt elektrisch leitende Tinten her, mit denen man flexible, leitfähige Strukturen drucken kann.

Ein gemeinsames Prinzip verbindet die Forschung von Professor Kraus: Die neuen Materialien beruhen auf Nanopartikeln mit hartem Kern und weicher Hülle. Sie liegen als Kolloide vor, also als feinst verteilte, winzige Partikel oder Tröpfchen in Flüssigkeiten. Das erklärt, warum die Kolloid-Gesellschaft die Forschung von Tobias Kraus mit dem hochrangigen Liesegang-Preis würdigt.

https://www.chemie.de/news/1163055/nanopartikel-reagieren-auf-ihre-umgebung.html