Polymer: Forscher erfinden durch Zufall selbstheilenden Kunststoff
Das war ein glücklicher Zufall: Weil eine Mitarbeiterin eine Zutat vergaß, hat eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern des Almaden Research Laboratory von IBM einen Kunststoff mit einigen erstaunlichen Eigenschaften entwickelt.
Es handle sich um eine neue Polymer-Klasse, erklärt IBM(öffnet im neuen Fenster). Es sei die erste seit 20 Jahren – die in den vergangenen Jahren neu vorgestellten Polymere sind Variationen bereits bekannter. Die Forscher haben zwei Polymere hergestellt, denen sie die Spitznamen Titan und Hydro gegeben haben.
Stabiler mit Nanoröhrchen
Die neuen Kunststoffe seien leicht und dabei sehr stabil: Titan, das stärkere der beiden, hat in etwa die Festigkeit von Knochen, einem der stärksten biologischen Materialien. Werden ihm zu einem Anteil von zwei bis fünf Prozent Nanoröhrchen aus Kohlenstoff beigegeben, wird das Material noch einmal deutlich stabiler.
Die herausragende Eigenschaft von Titan und Hydro aber ist, dass sie sich bei einer Beschädigung regenerieren – die Kunststoffe sind also selbstheilend. Wird etwa ein Stück Hydro in zwei Teile geschnitten, bilden diese, wenn sie wieder in Kontakt miteinander kommen, innerhalb von Sekunden neue Bindungen. Das Material ist dann wieder elastisch wie ein Gummiband und auch an der geflickten Stelle stabil genug, dass es nicht reißt, wenn es auseinandergezogen wird. Hydro könnte als Kleber verwendet werden.
Recycling
Schließlich können beide Kunststoffe in ihre Ausgangsstoffe recycelt werden. Diese Eigenschaft haben Duroplaste normalerweise nicht. Diese Kunststoffe werden aber in großen Mengen genutzt, etwa um die Gehäuse von Computern herzustellen.
Die IBM-Forscher nutzen leistungsfähige Computer, um zu berechnen, wie neue Polymere beschaffen sein sollen. Die Entdeckung von Titan war dennoch ein Zufall: Jeannette Garcia hatte ein Reagenz vergessen. Als sie die Mixtur erhitzte, bekam sie einen milchig-weißen Block, dem nicht einmal mit einem Hammer beizukommen war.
Als die Forscher das Material untersuchten, fanden sie heraus, dass Garcia ein Material geschaffen hatte, das stark, leicht, widerstandsfähig gegen Lösungsmittel und Spannungsrissbildung ist und in seine Ausgangsstoffe zurückgeführt werden kann. Hydro ist eng mit Titan verwandt.
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