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Selbstheilender Lack: UV gegen Kratzer

21.04.2011
Polymer-Material kann Oberflächenschäden reparieren

In Zukunft kann eine UV-Lampe ausreichen, um Kratzer im Autolack verschwinden zu lassen. Denn Wissenschaftler hat ein Polymermaterial entwickelt, das unter ultravioletten Licht Oberflächenschäden repariert.

Wie die Forscher des Adolphe Merkle Instituts (AMI) der Universität Freiburg und US-Kollegen im Magazin Nature berichten, ist dieser Selbstheilungsmechanismus schnell und effizient. Daher ortet das Team großes Anwendungspotenzial nicht nur für Lacke in der Automobilindustrie, sondern beispielsweise auch für Bodenbeschichtungen oder in der Möbelindustrie.

Metallischer Leim

"Diese Polymere haben einen Napolen-Komplex: Sie sind eigentlich sehr klein, verhalten sich aber, als wären sie groß", erklärt Stuart Rowan, Professor für Makromolekularwissenschaften und Direktor des Instituts für Advanced Materials der Case Western Reserve University http://www.case.edu . Denn es handelt sich nicht wie bei herkömmliche Polymeren um langen Molekülketten mit tausenden Atome. Vielmehr verbinden sich kleinere Molekülbausteine mithilfe von Metall-Ionen als eine Art "molekularer Leim" zu langen Ketten.

"Dank dieser molekularen Beschaffenheit sind die Materialien in der Lage, unter UV-Strahlung ihre Eigenschaften zu verändern", erklärt Christoph Weder, Professor für Polymerchemie und Materialien und Direktor des AIM. Konkret löst sich so der metallische Leim und das Material verflüssigt sich. Hört die UV-Bestrahlung auf, bilden sich neue Ketten, wobei Kratzer ähnlich wie Schnittwunden auf der Haut verschwinden. Dazu ist eine starke UV-Lampe erforderlich. "Sonnenlicht allein reicht bislang nicht aus", sagt Gina Fiore, Gruppenleiterin im Bereich Polymerchemie und Materialien am AIM, auf Nachfrage von pressetext.

Großes Potenzial

Im Prinzip würde es für den Selbstheilungseffekt ausreichen, das Material zu erhitzen. "Indem wir Licht verwenden, haben wir aber mehr Kontrolle. Das erlaubt uns, gezielt Schäden zu behandeln und den Rest des Materials unberührt zu lassen", betont Mark Burnworth, Doktorand an der Case Western. Genau das macht den Ansatz für die praktische Anwendung besonders interessant. Noch dazu konnten die Forscher in Test mehrmals Kratzer an der gleichen Stelle einer Oberfläche verschwinden lassen.

Bislang hat das Team mit eigens gefertigten Materialen im Labor gearbeitet, doch sollte der Ansatz mit bestimmten kommerziell verfügbaren Polymeren funktionieren. Daher sind die Forscher zuversichtlich, dass selbstheilende Beschichtungen relativ günstig realisierbar wären. Allerdings ist es noch zu früh um abzuschätzen, wann die Materialien tatsächlich in industriellem Maßstab gefertigt werden und somit in den Handel kommen.

YouTube-Video zum Funktionsprinzip: http://www.youtube.com/watch?v=h-fka0wfY8w

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.am-institute.ch

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