Von der Muschel zum Autolack

Selbstheilung ist die Wiederherstellung von Materialeigenschaften nach mechanischer oder chemischer Beschädigung. Dabei werden Wissenschaftler häufig von Selbstheilungsprinzipien der Natur inspiriert – beispielsweise von Muscheln zu Wasserstoffbrückenbindungen als Klebstoff.

Verletzungen in der Haut heilen schnell, gebrochene Knochen benötigen etwas länger – am Ende aber schafft die Natur, was von Menschen hergestellte Materialien normalerweise nicht schaffen: Selbstreparatur und autonome Heilung. Mittlerweile gibt es aber auch Polymermaterialien mit Selbstheilungsfähigkeiten.

Autonome Selbstheilungssysteme für Polymere werden erst seit dem Jahr 2001 systematisch untersucht; Pioniere sind White und Kollegen:¹⁾ Sie befüllten Mikrokapseln mit flüssigem Dicyclopentadien als Heilungsagens und betteten sie zusammen mit einem Grubbs-I-Katalysator in eine Epoxidmatrix ein. Mechanische Belastung setzt das Heilungsagens in die Rissebene frei, und durch Kontakt mit dem Katalysator startet eine Ringöffnungsmetathesepolymerisation (ROMP), die den Riss vernetzend heilt und dadurch die ursprünglichen mechanischen Eigenschaften wiederherstellt.¹⁾

Supra

Wissenschaft & Forschung