{"id":129076,"date":"2023-07-11T07:33:00","date_gmt":"2023-07-11T05:33:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=129076"},"modified":"2023-07-06T09:24:20","modified_gmt":"2023-07-06T07:24:20","slug":"der-chamaleon-effekt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/der-chamaleon-effekt\/","title":{"rendered":"Der Cham\u00e4leon-Effekt"},"content":{"rendered":"\n\n\n<p><strong>Ein Material, mit dem genau das m\u00f6glich ist, haben Forschende aus dem Empa-Labor \u00abCellulose &amp; Wood Materials\u00bb auf Basis von Cellulose entwickelt. Das Gemisch aus Hydroxpropyl-Cellulose, Wasser, Kohlenstoff-Nanor\u00f6hrchen und Cellulose-Nanofasern ver\u00e4ndert je nach Temperatur und Dehnung seine Farbe \u2013 und dies ganz ohne Zusatz von Pigmenten.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image is-style-default\"><figure class=\"alignleft size-full is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-18.jpeg\" alt=\"\" class=\"wp-image-129078\" width=\"335\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-18.jpeg 870w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-18-300x200.jpeg 300w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-18-150x100.jpeg 150w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-18-768x512.jpeg 768w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-18-400x267.jpeg 400w\" sizes=\"(max-width: 870px) 100vw, 870px\" \/><figcaption><em>Bunte Cellulose: Das 3D-gedruckte Empa-Logo aus dem neuartigen HPC-Gemisch wechselt die Farbe, wenn es sich erw\u00e4rmt. <strong>\u00a9<\/strong><\/em> <em>Empa<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Ein elastisches Material, das seine Farbe ver\u00e4ndert, Strom leitet, sich 3D-drucken l\u00e4sst und dazu noch biologisch abbaubar ist? Das ist nicht bloss eine Wunschvorstellung der Wissenschaft: Genau diese \u00abeierlegende Wollmilchsau\u00bb haben Empa-Forschende aus dem Labor \u00abCellulose &amp; Wood Materials\u00bb in D\u00fcbendorf auf Basis von Cellulose und Kohlenstoff-Nanor\u00f6hrchen hergestellt.<\/p>\n\n\n\n<p>Als Ausgangsstoff diente den Forschenden Hydroxypropyl-Cellulose (HPC), die unter anderem als Hilfsstoff in Pharmazeutika, Kosmetikartikeln und Lebensmitteln eingesetzt wird. Eine Besonderheit von HPC ist, dass sie nach Zugabe von Wasser Fl\u00fcssigkristalle bildet. Diese Fl\u00fcssigkristalle haben eine bemerkenswerte Eigenschaft: Je nach Kristallstruktur \u2013 die unter anderem abh\u00e4ngig ist von der HPC-Konzentration \u2013 schillern sie in den unterschiedlichsten Farben \u2013 obwohl sie eigentlich farb- bzw. pigmentlos sind. Dieses Ph\u00e4nomen nennt sich strukturelle F\u00e4rbung und ist aus der Natur bekannt: Pfauenfedern, Schmetterlingsfl\u00fcgel und die Haut des Cham\u00e4leons erhalten ihre bunte F\u00e4rbung ganz oder teilweise nicht durch Farbstoffe, sondern durch mikroskopische Strukturen, die das einfallende (weisse) Tageslicht in seine Spektralfarben \u00abaufspalten\u00bb und nur bestimmte Wellenl\u00e4ngen \u2013 sprich: Farben \u2013 reflektieren.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<div class=\"BorlabsCookie _brlbs-cb-youtube\"><div class=\"_brlbs-content-blocker\"> <div class=\"_brlbs-embed _brlbs-video-youtube\"> <img decoding=\"async\" class=\"_brlbs-thumbnail\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/plugins\/borlabs-cookie\/assets\/images\/cb-no-thumbnail.png\" alt=\"YouTube\"> <div class=\"_brlbs-caption\"> <p>By loading the video, you agree to YouTube&#8217;s privacy policy.<br><a href=\"https:\/\/policies.google.com\/privacy?hl=en&amp;gl=en\" target=\"_blank\" rel=\"nofollow noopener noreferrer\">Learn more<\/a><\/p> <p><a class=\"_brlbs-btn _brlbs-icon-play-white\" href=\"#\" data-borlabs-cookie-unblock role=\"button\">Load video<\/a><\/p> <p><label><input type=\"checkbox\" name=\"unblockAll\" value=\"1\" checked> <small>Always unblock YouTube<\/small><\/label><\/p> <\/div> <\/div> <\/div><div class=\"borlabs-hide\" data-borlabs-cookie-type=\"content-blocker\" data-borlabs-cookie-id=\"youtube\"><script type=\"text\/template\">PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iRGVyIENoYW3DpGxlb24tRWZmZWt0OiBTY2hpbGxlcm5kZSAzRC1UaW50ZSBhdXMgQ2VsbHVsb3NlIiB3aWR0aD0iNTAwIiBoZWlnaHQ9IjI4MSIgc3JjPSJodHRwczovL3d3dy55b3V0dWJlLW5vY29va2llLmNvbS9lbWJlZC9NSzhEZ3luWW9vVT9mZWF0dXJlPW9lbWJlZCIgZnJhbWVib3JkZXI9IjAiIGFsbG93PSJhY2NlbGVyb21ldGVyOyBhdXRvcGxheTsgY2xpcGJvYXJkLXdyaXRlOyBlbmNyeXB0ZWQtbWVkaWE7IGd5cm9zY29wZTsgcGljdHVyZS1pbi1waWN0dXJlOyB3ZWItc2hhcmUiIHJlZmVycmVycG9saWN5PSJzdHJpY3Qtb3JpZ2luLXdoZW4tY3Jvc3Mtb3JpZ2luIiBhbGxvd2Z1bGxzY3JlZW4+PC9pZnJhbWU+<\/script><\/div><\/div>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>Die strukturelle Farbe von HPC ver\u00e4ndert sich indes nicht nur mit der Konzentration, sondern auch mit der Temperatur. Um diese Eigenschaft besser ausnutzen zu k\u00f6nnen, setzten die Forschenden um Gustav Nystr\u00f6m der Mischung aus HPC und Wasser noch 0.1 Massenprozent Kohlenstoff-Nanor\u00f6hrchen zu. Dies macht die Fl\u00fcssigkeit elektrisch leitf\u00e4hig und erm\u00f6glicht es den Forschenden, die Temperatur \u2013 und somit die Farbe der Fl\u00fcssigkristalle \u2013 durch das Anlegen einer elektrischen Spannung zu steuern. Bonus: Der Kohlenstoff fungiert als Breitbandabsorber, der die Farben intensiver macht. Mit einem weiteren Zusatz, eine kleine Menge an Cellulose-Nanofasern, gelang es Nystr\u00f6ms Team ausserdem, die Mischung 3D-druckbar zu machen, ohne F\u00e4rbung und Leitf\u00e4higkeit zu beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Nachhaltige Sensoren und Displays<\/h3>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image is-style-default\"><figure class=\"alignright size-full is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-11.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-129079\" width=\"335\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-11.png 435w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-11-300x152.png 300w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-11-150x76.png 150w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/07\/image-11-400x202.png 400w\" sizes=\"(max-width: 435px) 100vw, 435px\" \/><figcaption><em>Biologisch abbaubar: Das Display besteht aus sieben leitf\u00e4higen Segmenten, die ihre Farbe durch Stromw\u00e4rme ver\u00e4ndern. <em><strong>\u00a9<\/strong><\/em> Empa<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Mittels 3D-Druck stellten die Forscher unterschiedliche Anwendungsbeispiele aus der neuartigen Cellulosemischung her. Darunter etwa einen Dehnungssensor, der seine Farbe je nach mechanischer Verformung ver\u00e4ndert, sowie ein einfaches Display aus sieben elektrisch gesteuerten Segmenten. <\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>\u00abWir haben in unserem Labor bereits unterschiedliche elektronische Komponenten auf der Basis von Cellulose entwickelt, etwa Batterien und Sensoren\u00bb, sagt Xavier Aeby, Co-Autor der Studie. \u00abDas ist nun das erste Mal, dass wir auch ein Display auf Cellulose-Basis entwickeln konnten.\u00bb<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n<p>In Zukunft k\u00f6nnte die Cellulose-basierte Tinte zahlreiche ganz unterschiedliche Anwendungen finden, etwa f\u00fcr Temperatur- und Verformungssensoren, zur Kontrolle der Lebensmittelqualit\u00e4t oder f\u00fcr die biomedizinische Diagnose. <\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>\u00abNachhaltige Materialien, die sich 3D-drucken lassen, sind von grossem Interesse, unter anderem f\u00fcr Anwendungen in biologisch abbaubarer Elektronik und f\u00fcr das Internet der Dinge\u00bb, sagt Laborleiter Nystr\u00f6m. \u00abEs gibt noch viele offene Fragen dazu, wie strukturelle F\u00e4rbung \u00fcberhaupt entsteht und wie sie sich durch unterschiedliche Zusatzstoffe oder durch Umwelteinfl\u00fcsse ver\u00e4ndern l\u00e4sst.\u00bb <\/p><\/blockquote>\n\n\n\n<p>Dem will Nystr\u00f6m mit seinem Team weiter nachgehen in der Hoffnung, noch weitere interessante Ph\u00e4nomene und Anwendungsm\u00f6glichkeiten zu entdecken.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ein Material, mit dem genau das m\u00f6glich ist, haben Forschende aus dem Empa-Labor \u00abCellulose &amp; Wood Materials\u00bb auf Basis von Cellulose entwickelt. 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