Houston, wir haben kein Problem - kugelsichere Beschichtungen auf Chitosan-Basis - Forschung an der Universität Houston

Natürliche Polysaccharide wie Chitin und Chitosan eignen sich ausgezeichnet für neue Materialien mit außergewöhnlichen Eigenschaften. In diesem Artikel stellen wir innovative Anwendungen des Biopolymers aus Krustentieren oder Pilzen für kugelsichere Beschichtungen und „smarte“ Fenster vor.

Kugelsichere Westen mit Chitosan

Forscher der Universität Houston verwenden Chitosan und 3D-Druck zur Herstellung mehrschichtiger Beschichtungen, die für kugelsichere Westen verwendet werden könnten, um den Träger vor Kugeln, Lasern, toxischen Gasen und anderen Gefahren zu schützen. Das biologisch abbaubare Polymer wäre eine gute Alternative zu den derzeit verwendeten Kunststoffen auf Erdölbasis. Das Projekt von Alamgir Karim, Dow-Professor für chemische und biomolekulare Technik, wird vom US-Verteidigungsministerium finanziert. Ziel des Projektes ist es, ein Mehrschichtsystem zu entwickeln, das aus einer energieabsorbierenden Schicht, einer gasabsorbierenden Schicht mit im Chitosan dispergierten Kohle-Nanopartikeln und einer textilen Haftschicht besteht.

Die Ergebnisse dieser Forschung könnten neben dem Militär auch für neue Materialien in der Automobil- und Bauindustrie interessant sein.

Quelle: https://uh.edu/news-events/stories/2020/may-2020/05272020karim-crustacean-bulletproof.php

Selbstleuchtende Fenster mit Chitosan für regnerische Tage

Forschern aus Korea entwickelten einen neuen Feuchtigkeitssensor, basierend auf einem Chitosan-Hydrogel, der in der Zukunft „smarten“ Fenstern ermöglichen könnte auf Luftfeuchtigkeit zu reagieren. Die Entwicklung des Sensors basiert auf der Fabry-Perot-Interference, die als optischer Filter aus einem breitbandigen Spektrum ein schmalbandiges Spektrum herausfiltert.

Das Forscherteam kombinierte einen Metal-Hydrogel-Metal Resonator mit einer Solarzelle zu einem Feuchtigkeitssensor. Das Chitosan-Hydrogel dehnt sich in Abhängigkeit von der Umgebungsfeuchtigkeit aus und verändert dadurch die Resonanzwellenlänge des übertragenen Lichts und somit die Farbe. Durch die Kombination mit einer Solarbatterie kann die Lichtenergie in Elektrizität umgewandelt werden und als Sensor für Feuchtigkeit genutzt werden. Im Gegensatz zu konventionellen optischen Feuchtigkeitssensoren ist dieser neu entwickelte, Chitosan-basierte Sensor unabhängig von der Art des Lichts. Außerdem benötigt er keine externe Energiequelle und die Feuchtigkeit kann bereits anhand der Filterfarbe bestimmt werden. Die Sensoren könnten die Entwicklung von intelligenten Fenstern ermöglichen, die je nach äußerer Feuchtigkeit die Farbe ändern.

Quellen:
https://www.advancedsciencenews.com/smart-windows-that-self-illuminate-on-rainy-days/

J. Jang, et al. ‘Self‐Powered Humidity Sensor Using Chitosan‐Based Plasmonic Metal–Hydrogel–Metal Filters.’ Advanced Optical Materials (2020). DOI: 10.1002/adom.201901932