Vision: Verpackung verändert Farbe, wenn Inhalt verdirbt
Professor Tobias Kraus vom Leibniz-Institut für Neue Materialien erhält von der Kolloid-Gesellschaft den anerkannten Liesegang-Preis. Mit der Auszeichnung wird seine Forschung über partikelbasierte Materialien gewürdigt. Kraus untersucht, wie die Eigenschaften von Nano-Materialien von ihrer Struktur abhängen und wie man diese verändern kann.
Die Käse-Verpackung im Kühlschrank leuchtet rot: Kleine Partikel im Kunststoff der Verpackung zeigen an, dass der Käse verdorben ist. An dieser Zukunftsvision arbeitet Professor Tobias Kraus und erforscht Nanopartikel, die auf ihre Umwelt reagieren oder harte Materialien weich machen. Der Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) untersucht, wie die Eigenschaften von Nano-Materialien von ihrer Struktur abhängen und wie man diese verändern kann. Er ist Professor für Kolloid- und Grenzflächenchemie an der Universität des Saarlandes und leitet am INM den Programmbereich Strukturbildung.
Kraus entwickelt aktive Nanokomposite. In diesen können sich metallische Nanopartikel frei bewegen und durch äußere Stimuli reorganisieren. „Zurzeit arbeiten wir an einem Nanokomposit, bei dem wir die Bewegung der Nanopartikel über die Temperatur steuern. Je nach Temperatur verändert sich dadurch die Farbe des Materials. Es gibt aber auch andere Stimuli, die die Farbe des Materials verändern könnten: Unsere Vision sind zum Beispiel Lebensmittelfolien, die durch hohe Konzentrationen von Vitamin C oder auch von bestimmten Giftstoffen ihre Farbe verändern und damit anzeigen, ob ein Lebensmittel noch genießbar ist, oder schon verdorben“, erläutert der Leiter des Programmbereichs Strukturbildung zukünftige Anwendungsmöglichkeiten.
Ein weiterer Schwerpunkt seiner Arbeit sind Hybridtinten. Sie bestehen aus Metallnanopartikeln, die mit leitfähigen Polymeren beschichtet sind, und Wasser oder anderen polaren Lösemitteln. Die Tinten eignen sich zum Drucken von leitfähigen Strukturen beispielsweise auf dünnen Polymerfolien oder Papier. Eine anschließende thermische oder UV-Behandlung entfällt, während Standard-Metalltinten ein Sintern nach dem Inkjetdruck erfordern, um leitfähig zu werden. In einem Kooperationsprojekt mit der Papiertechnischen Stiftung nutzt Kraus die Hybridtinten beispielsweise, um RFID-Antennen auf Karton aufzudrucken.
