Kunststoff repariert sich selbst

„Selbstheilendes“ Material für Fenster und optische Linsen

Wissenschaftler um Fred Wudl von der University of California in Los Angeles haben einen Kunststoff entwickelt, der sich selbst repariert. Das transparente Material namens Automend startet bei sanfter Erwärmung und Abkühlung einen „Selbstheilungsprozess“. Automend ist für elektromagnetische Wellen durchlässig und könnte für optische Linsen, Fenster und als Schutz für Silikon-Chips Einsatz finden, schreibt Nature in der aktuellen Online-Ausgabe. Obwohl der Kunststoff nicht der erste seiner Art ist, kann er laut Angaben der Entwickler erstmals wieder starke Bindungen zwischen den Atomen in den einzelnen Molekülen formen.

Bei Raumtemperaturen besitzt der Kunststoff das Aussehen eines Gewirrs von Klettverschlüssen. Die klettverschlussartigen Verbindungen zwischen den Molekülen sind starke chemische Brücken. Jedes Molekül formt mehrere derartige Brücken, was zu einem dichten Netzwerk führt. Fast ein Drittel der Querverbindungen bricht bei Temperaturen von 120 Grad Celsius. Das heißt, wird ein gebrochenes Material erhitzt, wird eine große Zahl von Verschluss-Enden freigesetzt, die sich wieder verbinden, um Sprünge und Risse zu schließen.

Bei Abkühlung nehmen die Streifen eine neue Konfiguration an. Die Festigkeit des Materials verringert sich allerdings dabei um beinahe 50 Prozent. Nach drei Brüchen ist der Kunststoff aber nur geringfügig weniger fest als nach zwei Brüchen. Herkömmliche sich selbst reparierende Materialien werden mit kleinen Röhren oder Kapseln ausgestattet, die aufbrechen, um einen Klebstoff oder Katalysator zur Brückenbildung freizusetzen. Bricht das Material erneut, funktioniert dieser Prozess aber nicht mehr.