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Chamäleon-Optik: Dieses Material könnte Wearables und Kleidung revolutionieren

Mit einer Fototechnik aus dem 19. Jahrhundert wollen Ingenieure die Möglichkeit, Materialien Farben zu verleihen, massiv verändern. Interessant könnte die Technik vor allem für Wearables und berührungsempfindliche Roboter werden.

2 Min. Lesezeit
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Wird das Material in die Länge gezogen, ändert es die Farbe. (Foto: MIT)

MIT-Forscher haben eine skalierbare Herstellungstechnik entwickelt, die Materialien „strukturelle Farbe“ verleiht. Damit ist die Farbe gemeint, die als Folge der mikroskopischen Struktur eines Materials entsteht und nicht etwa durch chemische Zusätze oder Farbstoffe.

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Durch die Anwendung einer Farbfotografietechnik aus dem 19. Jahrhundert auf moderne holografische Materialien hat ein MIT-Team großformatige Bilder auf elastische Materialien gedruckt, die, wenn sie gedehnt werden, ihre Farbe verändern können, und unterschiedliche Wellenlängen reflektieren, wenn das Material belastet wird.

„Die Skalierung dieser Materialien ist nicht trivial, weil man diese Strukturen im Nanomaßstab kontrollieren muss“, sagt Benjamin Miller, ein Doktorand am Department of Mechanical Engineering des MIT, in einem Statement. „Jetzt, da wir diese Skalierungshürde genommen haben, können wir Fragen untersuchen wie: Können wir dieses Material verwenden, um Roboterhaut herzustellen, die einen menschenähnlichen Tastsinn hat? Und können wir berührungsempfindliche Geräte für Dinge wie Virtual und Augmented Reality oder medizinisches Training entwickeln? Es ist ein großer Raum, den wir uns jetzt ansehen.“

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Orientierung an der Natur

Zu den Co-Autoren der Studie gehört auch Mathias Kolle, außerordentlicher Professor für Maschinenbau am MIT. Kolle entwickelt zusammen mit seinem Team optische Materialien, die von der Natur inspiriert sind. Die Forscher haben die lichtreflektierenden Eigenschaften von Muschelschalen, Schmetterlingsflügeln und anderen schillernden Organismen untersucht, die aufgrund mikroskopischer Oberflächenstrukturen zu schimmern und ihre Farbe zu verändern scheinen. Diese Strukturen haben die Forscher versucht technisch zu reproduzieren.

Die Forscher klebten eine elastische, transparente holografische Folie auf Aluminium. Anschließend projizierten sie Bilder auf diese und erstellten lebendige Reproduktionen der Originalfarben. Um ihre Farbverschiebungstheorie zu testen, dehnten sie die Oberfläche und konnten beobachteten, wie sich die Farbtöne veränderten, als sie leicht unterschiedliche Wellenlängen reflektierten. Rot beispielsweise könnte blau erscheinen, wenn das Material belastet wird.

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Aber auch in anderen Bereichen ist die Technik denkbar. Wie wäre es beispielsweise mit einem Badeanzug, der während der absolvierten Schwimmrunden die Farbe ändert, oder einem Armband, das je nach körperlicher Belastung farbliche Signale an seinen Träger sendet? Mit der modernen MIT-Technik sollten derartige Ideen umgesetzt werden können.

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