Gloeiende microcapsules verraden het kleinste krasje

Wat niet kan buigen, zal ooit breken. Vóór dat gebeurt zijn er echter vaak, soms zeer lang van tevoren, microscopische barstjes en krasjes te zien in een materiaal. Gebreken die meestal gemakkelijk kunnen worden hersteld – als je ze kunt vinden.

Amerikaanse scheikundigen ontwikkelden een kleurstof die als alarmsysteem in verschillende kunststoffen en composietmaterialen kan worden ingebouwd – of erop aangebracht als coating. Ze baseerden zich daarvoor op een opmerkelijk eigenschap die sommige fluorescenten (stoffen die nagloeien als ze beschenen worden met licht) bezitten: ze gloeien namelijk veel intenser wanneer ze overgaan van de vloeistof naar de gasfase – chemici noemen dat ook wel eens verdampen.

Ze transformeerden de kleurstof zo dat ze bij normale atmosferische omstandigheden onmiddellijk verdampt, waarbij het residu in vaste toestand achterblijft en intensief gaan gloeien onder ultraviolet licht. De substantie staken ze vervolgens in microcapsules die gemakkelijk konden toegevoegd worden aan uithardende plastics of andere materialen.

Het idee is dat barstjes en krasjes op materialen met de ingebouwde microcapsules onmiddellijk detecteerbaar zijn met een UV-lamp. De capsules breken immers bij het minste ‘foutje’ in het materiaal open en spelen vervolgens hun rol van verklikker. De chemici demonstreerden hun vondst bij verschillende soorten materialen en bij krasjes kleiner dan twee micrometer – niet waarneembaar met het blote oog.

Als de microcapsules gevuld met verklikkervloeistof inderdaad zo goed blijkt te werken als de onderzoekers beweren – zo moeten zich nog wel bewijzen bij oudere materiaaldefecten – dan kunnen ze een serieuze kostenbesparing betekenen in diverse sectoren die sterk steunen op routine-inspecties en geplande vervanging van onderdelen. (sst)

Bron: Jeffrey Moore, University of Illinois, VS in ACS Central Science