In Windkanälen kämpfen Ingenieure seit Jahren mit einer verborgenen Störung: Die Temperatur verfälscht die Druckmessungen an Flugzeugmodellen. Herkömmliche Leuchtfarben reagieren auf beide Faktoren zugleich, und der Fehler summiert sich, bis ein separater Temperatursensor hinzugezogen wird.
Chemiker und Ingenieure der Universität Manchester haben gemeinsam mit Kollegen aus Ostfinnland ein Molekül entwickelt, das die Signale selbst trennt. Es sendet gleichzeitig rotes und blaues Licht aus. Das rote reagiert sowohl auf den Luftdruck als auch auf die Temperatur, das blaue nur auf die Temperatur. Vergleicht man die Intensität der beiden Farben, lässt sich die Temperaturstörung sofort herausrechnen und ein reiner Druckwert gewinnen.
Grundlage des Moleküls ist ein Goldatom, das an die ringförmige Verbindung Acridin gebunden ist. Die Position der Bindung bestimmt, welche Farbe der Stoff aussendet: Die eine Position ergibt eine druckempfindliche Phosphoreszenz von roter Farbe, die andere eine temperaturabhängige Fluoreszenz von blauer Farbe. Berechnungen der finnischen Kollegen halfen, das Verhalten schon vor der Synthese im Labor vorherzusagen.
Das Molekül wird einer speziellen Farbe beigemischt, mit der das Flugzeugmodell beschichtet wird. Eine Kamera erfasst beide Farben gleichzeitig, und das Verhältnis der Signale korrigiert die Daten automatisch. Zusätzliche Temperatursensoren, die das Experiment verkomplizieren und eigene Strömungsverfälschungen erzeugen, sind nicht mehr nötig.
Nach den Worten von Doktor Alexander Romanow war eine solche eingebaute Selbstkorrektur für gewöhnliche Luminophore bisher unerreichbar. Doktor Mark Quinn merkt an, dass die Temperaturkorrektur eines der Hauptprobleme bei der Verwendung druckempfindlicher Farben bleibt, während eine Lösung aus einem einzigen Molekül eleganter und unter realen Testbedingungen praktischer erscheint.
Die Arbeit ist in der Zeitschrift Advanced Optical Materials veröffentlicht und gehört zum Programm von Manchester zur Verbesserung solcher Beschichtungen. Parallel dazu entwickeln die Wissenschaftler Platinfarben mit geringer Temperaturempfindlichkeit. Zusammen bringen diese Ansätze den Moment näher, in dem Konstrukteure maximal genaue Druckverteilungskarten für neue Luftfahrzeuge erhalten können.
Ein Molekül, zwei Lichtfarben — und die Messgenauigkeit im Windkanal steigt ohne zusätzliche Ausrüstung.
