Osiris

Selbstheilende Elastomere

20. September 2011

Der Wunsch nach selbstheilenden Werkstoffen, die sich im Schadensfall selber reparieren oder zumindest die Ausbreitung eines Risses verlangsamen, ist seit einigen Jahren Kern von Forschungsarbeiten. Am Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen wird derzeit ein Elastomer mit dieser Qualität entwickelt. Mit dem Material soll in Zukunft der Defekt eines Autoreifens verzögert bzw. die Lebensdauer eines Dichtungsrings verlängert werden.

Milchsaftführende Birkenfeige als Vorbild

Inspiration für den neuen Kunststoff holten sich die Forscher im Vorhaben “Osiris” vom Kautschukbaum Hevea brasiliensis und der milchsaftführenden Birkenfeige. Denn Milchsaft enthält mit Hevein gefüllte Kapseln, die im Schadensfall aufbrechen und das Protein freisetzen. Dieses vernetzt sich dann mit den im Milchsaft enthaltenen Latexpartikeln und verschließt den Mikroriss.

Das Prinzip übertrugen die Wissenschaftler auf die Kunststofftechnik. Sie integrierten klebendes Polyisobutylen in elastomere Polymere aus einem synthetischem Kautschuk und konnten einen deutlichen Selbstheilungseffekt erkennen. Nach 24 Stunden stellte sich die ursprüngliche Zugdehnung um 40 % wieder her. Noch besser wirkte sich die Ausstattung des Elastomers mit Ionen aus. Kommt es dann zu einer Rissbildung, suchen sich die gegensätzlich geladenen Teilchen einen neuen Bindungspartner und verkleben miteinander. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden. Selbstheilende Qualitäten wurden damit erstmals an Elastomeren nachgewiesen.

www.umsicht.fraunhofer.de

Bildquelle: Fraunhofer UMSICHT