Polyurethane sind Kunststoffe, aus denen von Kondomen bis Fußballplätzen allerlei praktische Dinge hergestellt werden. Sie sind hart und elastisch zugleich ? allerdings nicht immun gegen Kratzer. Darum haben Chemiker dem Material nun die Fähigkeit zur Selbstheilung verpasst: Der Zusatz bestimmter Kohlenstoffverbindungen bewirkt eine chemische Reaktion an beschädigten Stellen im Kunststoff, wodurch sich kleine Kratzer von selbst verschließen. Bestrahlung mit UV-Licht löst diese Reaktion aus, eine Stunde in der Sonne reicht für die Heilung.
Die Forscher verstärkten den Kunststoff mit einen Netz aus zuckerartigen Molekülketten, sogenanntem Chitosan ? eine Substanz ähnlich dem Chitin, aus dem auch der Panzer von Insekten besteht. Die Chitosanketten enthielten zusätzlich in kurzen Abständen Oxetanmoleküle. Oxetan ist ein Ring aus drei Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Wird nun das Material beschädigt, öffnen sich die Oxetanringe und bilden reaktive Enden, an denen sich leicht andere Moleküle anlagern können. Unter UV-Einstrahlung brechen auch beschädigte Chitosanketten weiter auseinander und die freien Chitosan-Stücke lagern sich an die reaktiven Oxetan-Enden an. Auf diese Weise entstehen neue Chitosanketten, die kleine Kratzer wieder verschließen.
Wer beim Einparken einen Pfosten übersieht, wird die Schramme jedoch weiterhin von Hand ausbeulen müssen. Die Kratzer in den Laborversuchen der Forscher waren lediglich einige Mikrometer breit. Die Selbstheilung funktioniert auch nicht beliebig oft: Der Effekt lässt stark nach, wenn dieselbe Stelle mehrmals beschädigt wird.
Biswajit Ghosh und Marek Urban (University of Southern Mississippi, Hattiesburg) et al.: Science, Bd. 323, S. 1458 ddp/wissenschaft.de ? Martin Rötzschke
