In sichtbarem Licht verblasst die Nanotinte innerhalb von neun Stunden
„Nach Erhalt vernichten“, lautet in Thrillern immer wieder die Anweisung an Agenten, die gerade eine wichtige Nachricht erhalten haben. Dann geht entweder ein Papierschnipsel in Flammen auf, oder ein Datenträger explodiert wie in Mission Impossible 2. Forscher der Northwestern University in Chicago haben eine sanftere Methode entwickelt: eine von selbst verblassende Tinte aus Gold- und Silbernanopartikeln, die in ein Polymergel eingebettet sind.
„Geschrieben“ wird auf dem Film mit ultraviolettem Licht, und der Vorgang dauert nur einige Dutzend Millisekunden. In sichtbarem Licht verschwindet das aufgeprägte Muster dann nach einiger Zeit. Je nach der Helligkeit des sichtbaren Lichts kann das Verblassen kann einige Stunden dauern (siehe Bild). Der Film ist zudem biegsam und lässt sich Hunderte Male wiederbeschreiben.
Er sei ideal für geheime Nachrichten oder auch Fahrkarten mit Verfallsdatum, sagt der Chemiker Bartosz Grzybowski, der das Material mit seiner Gruppe im Wissenschaftsjournal Angewandte Chemie vorgestellt hat. „Es gibt keine Möglichkeit, das Bild nachträglich wiederherzustellen.“ Wenn man es sehr hellem Licht aussetze, verschwinde es in Sekunden. „Es hat also keinen Zweck, den Film auf einen Kopierer zu legen.“
Grzybowskis Gruppe ist nicht die erste, die sich selbst löschende Medien entwickelt. 2006 kündigte der Büromaschinenhersteller Xerox ein Papier an, das nach spätestens 24 Stunden wieder weiß sein sollte. Die meisten dieser Materialien enthalten so genannte photochrome Moleküle: Unter Lichteinfall ändern sie ihre chemische Struktur und damit ihre Farbe. Üblicherweise können sie nur zwischen zwei Farben hin und her schalten und verlieren diese Fähigkeit schon nach wenigen Zyklen. Weil die Moleküle selbst nicht leuchten, benötigt man eine große Menge des Stoffs, um ein sichtbares Bild zu erhalten. „Da müssen Sie ein Kilogramm aufs Papier bringen, bevor Sie etwas sehen“, sagt Grzybowski.
Er und sein Team setzen stattdessen auf Gold- oder Silbernanopartikel mit einem Durchmesser von fünf Nanometern. Die umhüllen sie mit Molekülen, die unter UV-Licht ihre Form ändern und sich miteinander verbinden. „Man kann sich das wie einen molekularen Leim vorstellen, den man über Licht reguliert“, erläutert Grzybowski. Im unbeschriebenen Zustand ist der Film rot, wenn Goldnanoteilchen verwendet werden, und gelb bei Silbernanoteilchen. Je nach Größe der Partikel sind auch andere Grundfarben möglich. Wenn sie verklumpen, schlägt die Farbe um: bei Goldteilchen zu blau, bei Silbereilchen zu violett.
Schaltet man das UV-Licht ab, lösen sich die Verklumpungen allmählich. Wie schnell das geht, hängt auch von der Menge der Leim-Moleküle ab, die eingesetzt wird. Die Farbe des Bildes wiederum wird über die Intensität des beschreibenden UV-Lichts gesteuert. Je intensiver es ist, desto stärker kleben die Nanopartikel zusammen. Die Forscher konnten sogar zwei Bilder übereinander schreiben. Das Zweite entsteht aus den Teilchen, die beim ersten Mal vereinzelt blieben.
„Der Ansatz, sich selbst löschende Bilder mit lichtstimulierten Teilchenaggregaten zu produzieren, ist ziemlich neu“, sagt Masahiro Irie, Chemiker an der Rikkyo-Universität in Tokio, der an photochromen Molekülen forscht. Die hält er für praktische Anwendungen allerdings für geeigneter. Wegen der Teilchencluster sei es schwieriger, mit der neuen Tinte eine scharfe Auflösung zu erreichen, sagt Irie. Außerdem würde er eher weißen oder farblosen Filmen den Vorzug geben. Von Vorteil sei aber, dass das Material biegsam und regulierbar sei. Grzybowski ist in derzeit im Gespräch mit einem britischen Sicherheitsunternehmen, dass sich für das Material interessiert.
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