Seit geraumer Zeit wird tatsächlich an Materialien geforscht, die sich selbst “heilen”. Im aktuellen Heft von bild der wissenschaft fasst Autor Michael Vogel den aktuellen Forschungsstand zusammen und erklärt, mit welch raffinierten Methoden die Wissenschaftler bei der Entwicklung von Materialien vorgehen, die sich selbst reparieren.
Am Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf arbeitet man schon seit zehn Jahren an Legierungen, die sich selbst heilen, wenn sich in ihnen Nanorisse bilden. Denn die sind die Wurzel allen Übels. Unternimmt man nichts gegen sie, werden die Risse mit der Zeit immer größer und führen zum Bruch des jeweiligen Gegenstands. Inzwischen sind die Max-Planck-Forscher unter anderem durch die Anwendung sogenannter Formgedächtnislegierungen aber auf einem guten Weg. Sie stellen Materialien her, die bereits die Nanorisse flicken.
Selbstheilung – noch mit Hindernissen
Aber es wird nicht nur an Metallen geforscht, die Beschädigungen selbstständig verschwinden lassen, sondern auch an Keramiken, Polymeren und Beton. Die Grundidee dabei ist immer, dass ein Riss durch einen zielgerichteten Materialtransport zur betroffenen Stelle behoben wird. Idealerweise löst allein der Riss den Vorgang aus. Nach der Selbstheilung härtet das zuvor bewegliche Material aus und das Bauteil hat dieselben mechanischen Fähigkeiten wie vor dem Schaden. Auch bei diesem Verfahren erzielen Wissenschaftler vielversprechende Ergebnisse.
Allerdings: Vieles, was im Labor funktioniert, klappt im Alltag wegen der unterschiedlichen Umgebungsbedingungen noch nicht. Doch die Forscher sind zuversichtlich, dass sie bereits in wenigen Jahren die ersten marktreifen selbstheilenden Materialien präsentieren können. Welche das sein werden, lesen Sie in der aktuellen Ausgabe von bild der wissenschaft.
