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19.06.2013

Handschuh warnt mit Farbe vor Gefahr

Wissenschaftler entwickeln Kleidungsstücke mit eingebauten Indikatormaterialien

Fantasy-Fans kennen "Stich", das Schwert des Hobbithelden Frodo aus der Trilogie "Der Herr der Ringe". Die Waffe leuchtet blau, wenn die gefürchteten Orks in der Nähe sind. Eine ähnliche Erfindung haben nun Forscher des Fraunhoferinstituts für Modulare Festkörper-Technologien EMFT in Regensburg gemacht: Ein von ihnen entwickelter Handschuh leuchtet blau auf, wenn sich Gefahrstoffe wie Schwefelwasserstoff oder Kohlenmonoxid in der Luft befinden. Der Handschuh soll Mitarbeiter im produzierenden Gewerbe oder im Labor einfach und schnell vor Gefahren warnen.

Der Sensorhandschuh verfärbt sich blau, wenn er gefährlichen Gasen ausgesetzt ist. Foto: Fraunhofer EMFT
Handschuh, Foto: Fraunhofer EMFT

In den Handschuh eingearbeitet sind spezielle Farbstoffe, bei denen der jeweilige Gefahrstoff eine chemische Reaktion und damit einen Farbwechsel auslöst. Die Farbstoffe werden entweder aufgedruckt oder im Tauchbad aufgebracht. Die Farbmoleküle müssen zuvor durch gezielte chemische Modifikation an die jeweiligen Fasereigenschaften des Textils angepasst werden. Die Farbstoffmoleküle werden hierbei entweder in kommerzielle Pigmente integriert oder komplett synthetisch aufgebaut. "Für welche Variante wir uns entscheiden, richtet sich nach den Anforderungen der geplanten Anwendung", erklärt Sabine Trupp, die Leiterin der Gruppe Sensormaterialien.

Die Herausforderung liegt vor allem in der maßgeschneiderten Entwicklung der Sensorfarbstoffe: "Das Farbstoffmolekül muss gezielt einen speziellen Analyten erkennen – nur dann erfolgt eine chemische Reaktion", erläutert Trupp. Der Farbstoff müsse außerdem sicher haften und dürfe nicht ausgewaschen werden. Welche Farbtöne eingesetzt werden, lasse sich individuell nach den Wünschen der Kunden entscheiden. "All diese Aspekte gilt es, beim Aufbau der Moleküle und der Pigmenteigenschaften zu beachten", fasst Trupp zusammen.

Die Wissenschaftler haben bereits Ideen, wie sich die Technik weiterentwickeln ließe: Beispielsweise könnten die Materialien in Folien und Verpackungen für die Lebensmittelbranche eingesetzt werden und dort den Qualitätszustand verpackter Lebensmittel sichtbar machen. Weitere Möglichkeiten sehen die Forscher in der Energiewirtschaft, wo speziell entwickelte Beschichtungen beispielsweise Lecks in Gasleitungen schnell und zuverlässig sichtbar machen könnten. (ud)