Selbstheilender Kunststoff – aufwändige Reparaturen entfallen
Wissenschaftler an der Universität in Stanford, USA haben einen elastischen Kunststoff hergestellt, der sich innerhalb weniger Minuten selbst reparieren kann. Der Reparaturvorgang kann beliebig wiederholt werden und hinterlässt dabei keinerlei Spuren auf dem Material. Bisher hat man allerdings die Einschränkung, dass die Reparatur nur bei Raumtemperatur funktioniert. Den Forschern ist es gelungen, die Heilungsfähigkeit supramolekularer Polymere mit der Leitfähigkeit von Metallen zu verbinden.
Lästige Reparaturen an schwer zugänglichen Stellen könnten durch den neuen Kunststoff, der in Drähten und anderen elektronischen Bauteilen zum Einsatz kommen kann, bald der Vergangenheit angehören.
© Tim Ruster / pixelio.de
Aus diesem Grund bezeichnet die Chemie-Ingenieurin Zhenan Bao von der Stanford University das Material als “das beste beider Welten”. Die Heileigenschaften der supramolekularen Polymere entstehen durch die besondere Art ihrer Molekülverbindungen. Die dort wirkenden Bindungskräfte sind vergleichsweise schwach, weshalb sich die Moleküle leicht voneinander trennen lassen. Jedoch richten sich diese unmittelbar nach der Trennung in ganz kurzer Zeit wieder neu aus, so dass Bruchstellen schnell wieder zusammenwachsen und sogar große Risse wieder geheilt werden können.
Bei Tests im Labor hat man den Kunststoff mit einem Skalpell durchtrennt und schon nach einigen Sekunden hat sich die entstandene Lücke wieder geschlossen und das Material hat auch seine elastischen Eigenschaften zu 70 Prozent wieder zurückgewonnen. Nach zehn Minuten war der Schaden vollständig behoben.
Die zweite wichtige Eigenschaft, die elektrische Leitfähigkeit, wurde durch die Einbringung von Nickelpartikeln geschaffen. Weiterhin verleihen diese Partikel dem Material mehr Stabilität. Die elektrische Leitfähigkeit brauchte bei den Tests mit dem Skalpell etwa dreißig Minuten, bis sie wieder vollständig hergestellt war.
Dank des Nickelzusatzes kann das Material auf Berührungen reagieren. Denn, wird der Kunststoff an einer Stelle verformt und dabei der Abstand der gleichmäßig im Stoff verteilten Nickelpartikel verändert, wirkt sich das auf den elektrischen Widerstand aus. Damit kann das Material auf äußere Einflüsse reagieren. Frau Bao und ihre Kollegen sehen eine Einsatzmöglichkeit bei lebensähnlichen Prothesen oder Roboter-Elementen.
In einem weiteren Schritt wollen die Forscher die Transparenz des Materials erhöhen. Damit könnte man es auch als Schutzschicht für Bildschirme verwenden. Bis man jedoch soweit ist, sieht man das hauptsächliche Einsatzgebiet bei Drähten und anderen elektronischen Bauteilen, damit man an schwer zugänglichen Stellen die Selbstheilungseigenschaften nützen kann, um komplizierte Reparaturen vermeiden zu können.
Man darf gespannt sein, was die Wissenschaftler aus Stanford noch alles aus ihrer Erfindung für Anwendungen herausholen können.
Quelle: deutsche-mittelstands-nachrichten.de
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