Forschungspreis für selbstheilende Nanobeschichtungen

Dmitry Shchukin vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam hat den Forschungspreis Nanotechnologie – NanoFutur 2006 erhalten. Der Wissenschaftler erhält das Preisgeld von etwa einer Million Euro über einen Zeitraum von vier Jahren, um damit eine neue Generation selbstheilender Antikorrosionsbeschichtungen zu erforschen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat die Auszeichnung für junge Wissenschaftler unter dem Rahmenkonzept „Nanotechnologie erobert Märkte“ und als Teil des Programms „Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft – WING“ am Montag in Berlin verliehen.

Glas rostet nicht, doch auch an ihm nagt Korrosion. Milchig und spröde wird eine Scheibe, wenn Feuchtigkeit und Sauerstoff sie angreifen. Die meisten Materialien – auch Beton, Stein, aber vor allem Metalle – sind dem zerstörerischen Prozess ausgeliefert, der das Material porös und schließlich unbrauchbar macht. Abhilfe versprechen unsichtbare, ultradünne und extrem widerstandsfähige Schichten auf der Oberfläche, die das Material darunter vor Umwelteinflüssen schützen. Feine Löcher und Risse in der Antikorrosionsschicht untergraben die schützende Wirkung jedoch. Durch sie dringen Wasser und Sauerstoff ein und beginnen ihr zerstörerisches Werk. Korrosionsflecken, die dann auftreten, müssen schleunigst und möglichst spontan repariert werden. Der Korrosionsinhibitor – ein Stoff, der genau das kann und zudem die weitere Zerstörung aufhält – könnte zum Beispiel aus Nanocontainern, die in der Versiegelung lagern, in die Löcher fließen.

Für die Forschung an solch einer neuen Generation von selbst heilenden Antikorrosionsbeschichtungen für Metalle erhält Dmitry Shchukin vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in diesem Jahr den Nachwuchspreis Nanotechnologie – NanoFutur. Die neuartigen Beschichtungen enthalten Container, die nur wenige Nanometer groß und mit organischen und anorganischen Korrosionshemmern gefüllt sind. Die Nanocontainer aus Polymeren sorgen nicht nur dafür, dass der Stoff, der die Schäden von selber ausbessert, in der Schutzschicht gleichmäßig verteilt auf seinen Einsatz wartet. Sie können diese Substanzen auch je nach Bedarf freisetzen: Ändert sich die Temperatur, das elektrochemische Potenzial, der lokale pH-Wert oder tauchen plötzlich Korrosionsprodukte auf, öffnen sich die Container und entlassen ihren heilenden Inhalt. Je nach Bedarf können sie sogar verschiedene Substanzen speichern, um unterschiedliche Materialien unter der Schutzschicht zu heilen.

Die neue Technologie ist für viel Industriezweige interessant, die Metalle verarbeiten, z. B. für die Mikroelektronik, den Schiffs- und Flugzeugbau, die Architektur und den Maschinen- sowie Anlagenbau.