Lichtfernbedienung für die Reparatur von Materialien
Muss ein stark besch?digter Alltagsgegenstand ausgewechselt werden, ist das zumeist umweltbelastend und teuer. Um dies in Zukunft zu vermeiden, arbeiten Forscher seit Jahren an der Entwicklung neuer Materialien, die Kratzer oder Risse reparieren k?nnen. Ein Team unter Leitung von Forschern der Humboldt-Universit?t zu Berlin (HU) hat nun erstmals Kunststoffbeschichtungen entwickelt, die mit Hilfe von Licht gezielt Besch?digungen heilen k?nnen. Die Ergebnisse ihrer Studie stellen sie in der Nature Communications vor.
Besonders Kunststoffbeschichtungen sind aufgrund ihrer Reparatureigenschaften stark in den Fokus der Forschung gerückt: Sie k?nnen durch Hitzeeinfluss selbstst?ndig Sch?den gleichm??ig und komplett ausbessern. Beim Erkalten erh?rtet der Kunststoff und wird wieder robust. Allerdings führt diese thermische Behandlung dazu, dass das Material schlie?lich unbrauchbar wird. Um dieses Problem zu umgehen, hat ein Forscherteam der HU, der Friedrich-Schiller Universit?t in Jena, der Berliner Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung sowie des Helmholtz-Zentrums Geesthacht in Teltow eine intelligente Kunststoffbeschichtung entwickelt: Diese reduziert die Belastung auf den Bereich der Besch?digung, ohne das gesamte Material zu beanspruchen.
Abbildung: Stefan Hecht
?Unser Ziel war es, die unversehrten Teile einer Beschichtung vor Alterung zu schützen“, sagt der leitende Wissenschaftler Stefan Hecht, Professor am Institut für Chemie und Integrative Research Institute for the Sciences (IRIS) Adlershof der HU. Deshalb entwickelte das Forscherteam ein Material, bei dem die thermische Selbstausbesserung nur an den Stellen stattfindet, die sie mit Licht einer bestimmten Farbe beleuchten. Licht einer anderen Wellenl?nge kann diesen Vorgang rückg?ngig machen und das ursprüngliche Material erhalten – im intakten Zustand. ?Durch diesen Stimulus haben wir eine Fernbedienung, welche die Ausbesserungsf?higkeit unseres Materials je nach Bedarf an- und ausschalten kann“, erkl?rt Hecht.
Diese Entwicklung erm?glicht zukunftsnah die Verwendung fernsteuerbarer Materialien in verschiedenen Alltagsprozessen und Produkten, wie etwa als Lacke in Anwendungen der prozessorientierten Nanofabrikation oder im 3D-Druck.
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Ver?ffentlichung
“Conditional repair by locally switching the thermal healing capability of dynamic covalent polymers with light”
von: Anne Fuhrmann, Robert G?stl, Robert Wendt, Julia K?tteritzsch, Martin D. Hager, Ulrich S. Schubert, Kerstin Brademann-Jock, Andreas F. Thünemann, Ulrich N?chel, Marc Behl und Stefan Hecht
in: Nature Communications (2016), DOI: 10.1038/ncomms13623
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Prof. Stefan Hecht, Ph.D.
Humboldt-Universit?t zu Berlin
Institut für Chemie & IRIS Adlershof
Tel.: 030 2093-7365
sh@chemie.hu-berlin.de