Materialforschung Heiße Luft heilt Kunststoffbeulen
Neben Schraubenschlüsseln könnten in Zukunft auch Haartrockner zur Ausrüstung eines Autobastlers gehören. Mit Hilfe eines neuartigen Kunststoffs ließen sich Kotflügel und Stoßfänger mit Selbstheilungskräften versehen: Ein bisschen heiße Luft aus einem ordinären Fön würde genügen, um hässliche Parkdellen wegzuzaubern.
Das Material, das von einem deutsch-amerikanischen Forscherduo entwickelt wurde, ist in der Lage, seine Reparatur selbst zu übernehmen. Wird ein Bauteil aus diesem Stoff deformiert, kann es durch Wärmeeinwirkung wieder seine ursprüngliche Form annehmen. Neben der Beulenentfernung beim Zukunftsauto sind auch Anwendungen in der operativen Medizin denkbar, etwa als Implantate, die sich im Körper selbst entfalten.
Das Geheimnis des Wunderkunststoffs liegt in seiner speziellen molekularen Struktur. Er besitzt eine Art künstliches Langzeitgedächtnis, in dem seine permanente Gestalt gespeichert ist. Im verformten Material werden durch Erwärmen auskristallisierte Segmente aufgeschmolzen, wodurch es in seinen Urzustand zurückkehrt. "Eine bestimmte Temperatur wirkt wie ein Schalter", erläutert Andreas Lendlein, einer der Schöpfer des schlauen Materials.
Ein Artikel im US-Magazin "Time" brachte den Chemiker 1997 auf die Idee, an Kunststoffen mit Erinnerungsvermögen zu arbeiten. "Dort hieß es, dass die Erfindungen der Zukunft Stoffe sein werden, die sich selbst reparieren können", erklärt der Wissenschaftler von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen. Gemeinsam mit seinem amerikanischen Kollegen Robert Langer vom Massachusetts Institute of Technology ging er ans Werk.
Nach vier Jahren Forschung präsentierten die beiden einen Kunststoff mit erstaunlichen Eigenschaften: "Das Material kann bis zur Unkenntlichkeit deformiert werden. Trotzdem 'erinnert' es sich an seine alte Form. Der Stoff darf nur nicht zerreißen", sagt der 33-jährige Lendlein, der inzwischen die Firma mnemoScience gegründet hat.
Bislang hatten nur bestimmte Metalllegierungen die Fähigkeit, sich selbst zu heilen. Sie sind jedoch längst nicht so robust wie die Polymere: So dürfen bestimmte Legierungen, die bei Brillengestellen, in der Chirurgie und in der Zahnmedizin eingesetzt werden, nur um maximal zehn Prozent verformt werden. Bei größeren Deformationen fällt ihr Reparaturvermögen aus. Zudem sind einige hundert Grad Celsius nötig, um ihrem Formgedächtnis auf die Sprünge zu helfen. Die Polymere reagieren dagegen schon bei Temperaturen ab 32 Grad Celsius.
Bis sich Kotflügel mit dem Fön reparieren lassen, müssen sich Autofahrer allerdings noch etwas gedulden: Noch ist die Produktion der neuen Kunststoffe aufwendig und teuer. Lendlein: "Wir müssen noch eine Reihe von Untersuchungen abschließen, um den Herstellungsprozess zu vereinfachen und billiger zu machen."
Die Großen der Automobilbranche hätten allerdings schon bei ihm angeklopft, so der Forscher und Firmenchef. "Ich würde mich sehr freuen, wenn der neue Kunststoff eines Tages in der Automobilindustrie eingesetzt wird", sagt Lendlein. "Schließlich bin ich selbst leidenschaftlicher Autofan."
