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04.03.2017

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Fraunhofer IAP entwickelt thermochrome Bio-Pigmente

Thermochrome Materialien verändern je nach Temperatur ihre Farbe; die dafür benötigten Pigmente sind bisher nur erdölbasiert. Forscher des Fraunhofer IAP wollen nun eine biobasierte Alternative für die Lebensmittelindustrie sowie Medizin- und Pharmatechnik entwickeln.

Temperaturabhängiges Farbspiel: Thermochrome Verpackungen verändern je nach Temperatur des Inhalts ihre Farbe (© Fraunhofer IAP/T. Budde)

Temperaturabhängiges Farbspiel: Thermochrome Verpackungen verändern je nach Temperatur des Inhalts ihre Farbe (© Fraunhofer IAP/T. Budde)

Ist der Softdrink kalt genug? Der Kaffee noch zu heiß? Um das herauszufinden, nehmen ganz Mutige einfach einen Schluck. Wer auf Nummer sicher gehen möchte, sollte auf Verpackungen mit Thermoetiketten achten, die den Zeitpunkt der optimalen Temperierung anzeigen. Die Technik dahinter ist die sogenannte Thermochromie. Im Lack auf den Verpackungen sind Pigmente eingearbeitet, die bei unterschiedlichen Temperaturen jeweils eine andere Farbe haben. Sinkt die Umgebungstemperatur unter einen bestimmten Wert, beginnt der Farbwechsel der einzelnen Pigmente. Grund dafür sind Änderungen der Molekülstruktur.

Die Abteilung „Chromogene Polymere“ des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP forscht am Hauptstandort Potsdam-Golm an thermochromen Verpackungen. Diese könnten beispielsweise in der Lebensmittelindustrie anzeigen, ob die Kühlkette unterbrochen wurde. Die dafür notwendigen temperatursensitiven Pigmente sind auf dem Markt bisher jedoch nur erdölbasiert verfügbar.

Die Idee funktioniert

Daher ist die Entwicklung biobasierter thermochromer Kunststoffe ein wichtiges Forschungsthema der Abteilung. In Verpackungsfolien für temperatursensitive Produkte der Medizin- und Pharmatechnik sowie in der Lebensmittelbranche haben diese Materialien ein hohes Marktpotenzial. Die Herausforderung besteht darin, dass Biokunststoffe durch den Zusatz kommerzieller thermochromer Farbstoffe ihre Biobasiertheit verlieren.

„Dass die Idee thermochromer Biokunststoffe funktionieren kann, hat unsere Abteilung bereits in der Vergangenheit zeigen können“, sagt Abteilungsleiter Dr. Christian Rabe. Deshalb möchten er und sein Team die Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen in Hinsicht auf die unterschiedlichsten Anwendungen weiterentwickeln.

Neben der Integration von thermochromen Effekten in Biopolymere sind die Entwicklung von besonders stabilen elektrochromen Fenstern für die Architektur oder den Bootsbau und von irreversibel thermochromen Verpackungsfolien derzeitige Arbeitsschwerpunkte der Abteilung. (me)

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