Forschungszentrum Jülich

Seit 2011 arbeitet ein Team um Dr. Andreas Wischnewski und Dr. Wim Pyckhout-Hintzen vom Jülich Centre for Neutron Science (JCNS) im DFG-Schwerpunktprogramm „Design and Generic Principles of Selfhealing Materials“ mit Forschern aus Deutschland und den Niederlanden zusammen, um Selbstheilungsprozesse in Werkstoffen zu verstehen und für die Praxis zu entwickeln. Ihre Kollegin Dr. Ana Bras arbeitet in Jülich vor allem an selbstheilenden Kunststoffen. Diese bestehen aus langen Molekülketten, den Polymeren, die wiederum aus kleineren Kettengliedern aufgebaut sind. Sind die Bindungskräfte zwischen den Molekülen optimal eingestellt, dann schließen sich kleine Defekte wie von selbst. Mit Hilfe von Neutronenstreuexperimenten haben die Jülicher Forscher ermittelt, welche Rolle die Wasserstoffbrückenbindungen dabei spielen. Sie zeigten: Die kettenförmigen Moleküle haften über mehrere Wasserstoffbrücken lose aneinander. „Diese Bindungen können sich trennen und neu zusammenfügen“, erläutert Bras. „Sie bilden ein Netzwerk. Wenn es zerreißt, kann es sich immer wieder neu knüpfen.“ Das ist ein entscheidender Vorteil gegenüber bereits existierenden selbstheilenden Produkten, wie etwa dem „unplattbaren“ Fahrradreifen, bei dem sich ein Loch mit einer viskosen Substanz verschließt. Das funktioniert an einer Stelle nur genau einmal. Die Jülicher Wissenschaftler dagegen wollen Materialien entwerfen, die immer wieder neu zusammenwachsen können. Dann heißt es eines Tages: Ein Kratzer im Lack? Ein Riss in der Dichtung? Nicht so schlimm, das heilt bald wieder.

Forschungszentrum Jülich/Red.