Neues Anti

Ingenieure der ETH Zürich haben ein vielseitiges neues Material entwickelt, das im anhaltenden Kampf gegen Korrosion für Gebäude und Fahrzeuge helfen soll. Die Polymerbeschichtung schützt nicht nur vor Korrosion, sondern markiert auch entstehende Risse, repariert automatisch Schäden an sich selbst und kann am Ende ihrer Lebensdauer recycelt werden.

Korrosion wird irgendwann praktisch alles beeinträchtigen, was Menschen bauen, von Wolkenkratzern und Brücken bis hin zu Flugzeugen, Zügen und Autos. Die Entwicklung neuer korrosionsbeständiger Materialien und Beschichtungen ist ein ständiger Bedarf, und jetzt haben Wissenschaftler eines mit vielen faszinierenden Eigenschaften entwickelt.

Das neue Material heißt Poly(phenylenmethylen), kurz PPM, und kann auf eine Oberfläche gesprüht werden, wo es zu einer festen Polymerbeschichtung aushärtet. Um zu testen, wie gut es als Korrosionsbarriere funktioniert, führte das Team ein Experiment zur beschleunigten Alterung durch, bei dem Proben einer Aluminiumlegierung einer Salzlösung ausgesetzt wurden, entweder mit oder ohne PPM-Beschichtung. Und tatsächlich zeigten Metalle, die mit 30 und 50 Mikrometer dicken PPM-Schichten beschichtet waren, nach vielen Zyklen beschleunigter Alterung keine nennenswerte Korrosion.

PPM zeigte auch eine Selbstheilungsfähigkeit. Als das Team die Beschichtung absichtlich zerkratzte und sie dann der Lösung aussetzte, stellte sich heraus, dass sie den Bruch schnell von selbst reparierte. Dies funktioniert, weil die Lösung mit dem darunter liegenden Aluminium reagiert, wodurch sich der Bereich erwärmt und das Polymer gerade so weit schmilzt, dass es in den Spalt fließen kann. Nach dem Befüllen wird der Kontakt zwischen der Lösung und dem Metall unterbrochen, es kühlt ab und die Beschichtung härtet wieder aus.

Das Polymer warnt auch im Voraus vor solchen Schäden, falls ein menschliches Eingreifen erforderlich ist. PPM fluoresziert unter UV-Licht, jedoch nicht, wenn es beschädigt ist. Dies ermöglicht eine eindeutige Prüfung auf Risse, die sonst möglicherweise schwer zu erkennen wären.

Selbst am Ende seiner Lebensdauer hört dieses überdurchschnittliche Material nicht auf – es kann recycelt und auf eine neue Oberfläche aufgetragen werden. Im Gegensatz dazu können ähnliche Polymere nur auf Deponien geworfen oder verbrannt werden. In Tests entfernten und recycelten die Forscher es mit nur 5 % Materialverlust und ohne Leistungseinbußen, selbst nach fünf Wiederverwendungszyklen.

Die Forscher melden derzeit ein Patent für das Material an, während in weiteren Arbeiten Möglichkeiten zur Verbesserung der Formel untersucht werden.

Die Forschung wurde in der Zeitschrift Polymers veröffentlicht.

Quelle: ETH Zürich