Lack zeigt Treffer durch Farbwechsel ^{CEFR B2}

Forscher im Silklab der Tufts University unter der Leitung von Fiorenzo Omenetto haben eine optisch arbeitende Beschichtung entwickelt, die mechanische Einwirkungen sichtbar und dauerhaft dokumentiert. Die Studie, an der auch die Research Assistant Professors Marco Lo Presti und Giulia Guidetti mitwirkten, wurde in Advanced Science veröffentlicht. Die Beschichtung benötigt keine Elektronik, ist leicht, kostengünstig und einfach skalierbar.

Die Formulierung enthält winzige, kugelförmige Partikel in etwa der Größe einer menschlichen Blutzelle. Jeder Partikel besitzt einen Kern aus dem farbumschlagenden Polymer Polydiacetylen, eingebettet in eine härtere Hülle aus Seidenfibroinproteinen, gewonnen von gewöhnlichen Seidenspinnern. Unter mechanischer Belastung verdreht sich das chemische Rückgrat des Kernpolymers; dadurch ändert sich die Art, wie Elektronen Licht absorbieren, und die Farbe wechselt von tiefblau zu leuchtend rot. Die Seidenhülle verringert Fehlauslösungen und lässt sich so einstellen, dass sie auf unterschiedliche Kraftniveaus reagiert.

Ist die Farbänderung erfolgt, bleibt sie bestehen und erzeugt eine dauerhafte Karte der Einwirkungen; wiederholte Treffer an derselben Stelle verstärken den Effekt. Die derzeitige Formulierung detektiert Kräfte von 100 bis 770 Newton, also einen Bereich von einem leichten Hammerschlag bis zu einem kräftigen Schlag. Der Lack lässt sich pinseln, sprühen oder durch Abtropfen auftragen und bildet Filme auf Papier, Kunststoff, Holz, Metall sowie auf gekrümmten oder flexiblen Objekten.

Da keine Elektronik erforderlich ist, ergeben sich vielfältige Anwendungen: Helmüberwachung im American Football zur Erkennung von Gehirnerschütterungen, Dokumentation der Paketbehandlung, Einlegesohlen zur Gang-Analyse, Untersuchungen an aerodynamischen Oberflächen sowie die Bewertung von militärischer oder industrieller Sprengwirkung. Das Team arbeitete zudem mit der Schlagzeugerin Terri Lyne Carrington zusammen und testete den Lack auf Trommelfellen; die so erzeugten abstrakten visuellen Karten könnten beim Training von Zielgenauigkeit und Technik helfen.