Farbwechsel-Material könnte verwendet werden, um traumatischen Gehirnverletzungen zu signalisieren
Ein Schädeltrauma kann Hirnschäden, die schwerwiegende Folgen für die Gesundheit haben, verursachen. Doch es kann schwierig sein, solche Verletzungen zu bemerken, wenn sie auftreten. Um dieses Problem zu lösen, hat ein Team von Forschern ein Material entwickelt, das unterschiedliche Farben annimmt, je nachdem, wie schwer es getroffen wird ändert sich die Farbnuance
Sie hoffen, dieses Material in schützende Kopfbedeckungen einbringen zu können, um den Schutz von Menschen, wie Soldaten und Sportlern erhöhen zu können. Durch dieses Material könnten angezeigt werden, wenn ein Aufprall zu schweren Schäden führen könnte
Kopftraumata, wie sie von Bombenexplosionen auf dem Schlachtfeld und schwerer Ausrüstung auf dem Spielfeld verursacht werden können, kann zu verschiedenen langfristigen gesundheitlichen Problemen, einschließlich Demenz und Gedächtnisverlust führen
Leider kann es schwierig sein, sofort zu erkennen, welches Ausmaß die Kopfverletzung hat. Dabei laufen viele Soldaten und Athleten Gefahr, weiter ihre Aktivität auszuüben und damit das Risiko gesundheitlicher Schäden zu erhöhen.
Die Forscher fanden dafür eine Lösung für dieses Problem. Ein Material das auf bestimmte Grade der Krafteinwirkung durch Farbwechsel reagiert damit einen visuellen Indikator für das Ausmaß der Schäden ausgibt. „Wenn die Kraft groß genug ist, und man dies leicht erkennen könnte, dann könnten Sie sofort einen Arzt aufsuchen“, sagt Co-Autor der Studie Shu Yang
Das Team begann mit einem Prozess namens holographischer Lithographie, um Kristalle einzuarbeiten, deren Strukturen bestimmte Farben entwickeln. Wenn die Kraft auf die Kristalle auftrat, wurde deren innere Struktur verändert und anschließend ihre Farbe
Solche Kristalle sind sehr leicht und benötigen keinen extra Antrieb um zu funktionieren, sodass sie sich gut dafür eignen, um in Schutzausrüstung verwendet zu werden. Allerdings waren die Kosten bei der Herstellung der Kristalle sehr hoch, wodurch sie für die Massenproduktion weniger geeignet sind.
Wesentliche Änderungen in verschiedenen Farben, je nachdem wie viel Kraft auftriff
Als Alternative entschied sich das Team, polymere Molekülketten zu verwenden, die sich unter bestimmten Bedingungen verbinden, um Kristalle mit bestimmten Farben zu bilden. Wiederum verändert sich die interne Struktur dieser Kristalle, sobald Kraft auf sie auftrifft. Das Ergebnis ist eine Änderung der Farbe.
Je nachdem wie stark die Krafteinwirkung ist, verändern die Kristalle ihre Farbe von rot auf grün oder von rot bis violett in verschiedenen Nuancen. Dies könnte sofort anzeigen, ob eine Gefahr für den Soldaten oder Sportler gegeben ist. Die ersten Testergebnisse machen Mut, doch laut Yang bleibt noch viel zu tun bis komplette Mannschaften ausgestattet werden könnten. Nun soll das Material so weiter entwickelt werden, dass anhand der Farbe die Aufprallgeschwindigkeit erkannt werden kann: „Die Aufprallgeschwindigkeit ist sehr wichtig, um das Ausmaß der Schädigung des Gehirnes beim Aufprall einzuschätzen und richtig behandeln zu können“, schließt Yang.
