Chromogene Polymere

In den letzten Jahren ist das Interesse an funktionalen Polymeren, die ihre sichtbaren optischen Eigenschaften in Abhängigkeit von einem äußeren Stimulus ändern, stetig gewachsen. Entsprechend dem Stimulus, der die optischen Eigenschaften steuert, werden diese chromogenen Polymere als Thermochrom (Stimulus: Temperatur), Photochrom (Stimulus: Licht), Elektrochrom (Stimulus: Elektrisches Feld), Piezochrom (Stimulus: Druck), Ionochrom (Stimulus: Ionenkonzentration) und Biochrom (Stimulus: biochemische Reaktion) klassifiziert. Aufgrund ihrer Funktionseigenschaften, die neue innovative Anwendungsfelder eröffnen, wird der Bedarf an chromogenen Polymeren zukünftig enorm steigen.

Thermochrome Effekte basieren entweder auf Strukturänderungen funktionaler Farbstoffe oder auf Änderungen der Gitterkonstanten periodischer Strukturen. Schwerpunkt der Arbeiten am Fraunhofer IAP sind Farbstoff-Systeme auf der Grundlage von pH-Indikator- oder Leukofarbstoffen. Bei den Leukofarbstoff-Systemen unterscheiden wir zwischen konventionelle Schaltung (Schaltung von farbig nach farblos mit Temperaturerhöhung) und inverse Schaltung (Schaltung von farblos nach farbig mit Temperaturerhöhung).

Thermotrope Effekte sind gekennzeichnet durch den Übergang von einem klaren in einen Licht streuenden Zustand. Ursache der Lichtstreuung sind Domänen, deren Brechungsindex sich von dem der umgebenden Matrix unterscheidet. In der Entwicklung thermotroper Materialien liegen im Fraunhofer IAP umfangreiche Erfahrungen vor.