11.07.2022 - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Nano-Rost: Smartes Additiv zur Temperaturüberwachung

Neue, vielfältig einsetzbare Methode zur Temperaturüberwachung in Materialien

Die richtige Temperatur ist entscheidend – ob bei technischen Prozessen, für die Qualität von Lebensmitteln und Medikamenten oder für die Lebenszeit von Elektronikbauteilen und Batterien. Hierzu erfassen Temperaturindikatoren (un)erwünschte Temperaturerhöhungen, die später ausgelesen werden können. Forschenden der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Karl Mandel, Professur für Anorganische Chemie der FAU, ist es gelungen, einen neuartigen Temperaturindikator in Form eines mikrometergroßen Partikels zu entwickeln, dessen zentraler Bestandteil Rost ist. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten wurden in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.

Der neue Temperaturindikator hat entscheidende Vorteile gegenüber bisherigen Indikatoren: Er ist aufgrund seiner geringen Größe flexibel einsetzbar und aus reichlich vorhandenen Materialien kostengünstig herzustellen. Herausragend sind jedoch der modulare Aufbau der Partikel aus Polymeren und Eisenoxid sowie das magnetische Ausleseverfahren. Der modulare Aufbau ermöglicht es, den Indikator spezifisch für eine bestimmte Anwendung einzustellen. Das magnetische Ausleseverfahren erlaubt die gespeicherten Informationen der Temperaturindikatoren auch in der Tiefe eines dunklen Objekts oder hinter einer undurchsichtigen Beschichtung auszulesen. Dies ist mit vielen aktuell verwendeten Indikatoren nicht möglich. Wichtig ist hierbei, dass keine Temperaturüberwachung in Echtzeit wie mit einem Thermometer durchgeführt wird. Stattdessen speichert der Temperaturindikator die in der Vergangenheit jemals erreichte Höchsttemperatur zwischen 40 und 170 °C. Dies eignet sich insbesondere zur Rückverfolgung der Temperaturhistorie eines Materials, was mit gewöhnlichen Thermometern ohne Speichereinheit nicht möglich ist.

  • Recording Temperature with Magnetic Supraparticles; Jakob Reichstein, Stephan Müssig, Hannes Bauer, Susanne Wintzheimer, Karl Mandel; Advanced Materials; 2022
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