Wissenschaftler um Shu Yang von der University of Pennsylvania haben auf einer Tagung der American Chemical Society eine neue Methode vorgestellt, um Schädel-Hirn-Traumata frühzeitig zu erkennen. Diese Hirnverletzungen sind tückisch: Bei einem harten Stoß gegen den Kopf kann das Gehirn derart in Mitleidenschaft gezogen werden, dass Blutungen oder andere Komplikationen die Folge sind. Experten empfehlen daher, auch Patienten, die auf den ersten Blick nur eine leichte Gehirnerschütterung erlitten haben, zur Sicherheit zunächst medizinisch zu überwachen. Da Schädel-Hirn-Traumata aber nicht immer unbedingt auch mit einer prominenten Platzwunde oder Knochenfraktur einhergehen, bleiben sie oft gänzlich unerkannt – und sind in den Augen vieler Forscher für eine Reihe von Langzeitfolgen wie Demenz oder Depression bei verschiedenen Risikogruppen wie Soldaten im Feldeinsatz oder American-Football-Spielern verantwortlich, die öfter mal einen Schlag gegen den Schädel kassieren.

Um die Diagnostik in solchen Fällen zu verbessern, entwickelten Yang und ihr Team nun ein polymerbasiertes Material, das sich verfärbt, je nachdem, wie hart es mit etwas anderem kollidiert. Mit einer Matrize aus verschiedenen Silikatpartikeln brachten die Forscher ihr Polymer dazu, sich ähnlich wie photonische Kristalle zu verhalten, die ihre Struktur und damit auch ihre Farbe ändern, wenn sie verformt werden. Ein gewisses Maß an Kraft löst dabei stets eine ganz spezielle Farbveränderung aus, wie Yang berichtet. So wechselt das Polymer zum Beispiel von Rot auf Grün, wenn man eine Kraft anlegt, die in etwa der Wucht entspricht, mit der ein Auto mit einer Geschwindigkeit von rund 130 Stundenkilometern gegen eine Backsteinmauer prallt. Würde das Material an Schutzhelmen angebracht, könnte man so direkt auf einen Blick sehen, wie schlimm jemand unabhängig vom subjektiven Empfinden tatsächlich am Kopf getroffen wurde, und im Zweifelsfall entsprechende medizinische Untersuchungen einleiten, so der Gedanke der Forscher. Dass Footballspieler dann mit einer Gehirnerschütterung einfach auf dem Feld bleiben, weiterspielen und so ihre Kopfverletzung möglicherweise noch verschlimmern, könnte dann nicht mehr passieren. Im nächsten Schritt wollen Yang und ihr Team das Material so verbessern, dass es auch Auskunft darüber gibt, wie schnell sich der Zusammenstoß ereignete. Auch das kann für die Einschätzung eines Hirntraumas hilfreich sein.