Werkstoffe heilen sich mit künstlicher Haut selbst

Wissenschaftler der Harvard University ist es gelungen, Schwitzen künstlich zu erzeugen. Damit lassen sich Schutzfolien für Stoffe herstellen. Diese würden damit über einen Selbstheilungseffekt verfügen.

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Der manchmal lästige Vorgang des Schwitzens hat mehrere Funktionen. Zum einen wird die Temperatur im Körper reguliert und zum anderen schützt der dünne Schweißfilm die Haut vor großer Hitze. Forschern der Harvard University ist es nun gelungen, quasi eine künstliche Haut zu entwickeln, die auch schwitzen kann.

Für das künstliche Schwitzen nutzten die Wissenschaftler einen gelartigen Kunststoff aus flüssigem Silikonöl (Polydimethysiloxan) und Harnstoff. Schon bei der Herstellung bildeten die Silikonmoleküle einen flexiblen Körper, eine Art Ölfilm auf der Oberfläche. In diesem Körper fanden sich 15 millionstel Meter kleine Blasen.  In diesen blieb das Silikonöl flüssig.

Nahm man etwas von dem Ölfilm auf der Oberfläche ab, gaben die kleinen Bläschen so viele kleine Ölmengen ab, bis der Ölfilm wieder vollständig war. Diesen Vorgang konnten die Wissenschaftler mehr als 60 Mal wiederholen – bis die Ölblasen in dem Kunststoff kein Öl mehr hatten. „Die bisher entwickelten Sekretions-Technologie verfügten nur über einen einmaligen Freigabemechanismus“, sagt Joanna Aizenberg. Die neue Technologie ermöglicht es aber, den Vorgang sehr oft zu wiederholen, so dass je nach Notwendigkeit der Schutzfilm wieder erneuert wird.

Nicht nur, dass sich der Ölfilm immer wieder erneuerte, es kam auch noch eine andere Fähigkeit der künstlichen Haut zum Vorschein. Der Kunststoff kann sich auch selbst heilen. Die Wissenschaftler hatten mit einem Messer einen 20 Mikrometer breiten Schnitt ins Material geschnitten. Bei Raumtemperatur war der Schnitt nach drei Tagen wieder nahezu vollständig verschwunden. Ohne die Ölblasen würde eine Selbstheilung mehr als zwei Wochen benötigen und der ursprüngliche Schnitt wäre noch immer sichtbar.

Anwendungen dieser Entwicklung sehen die Forscher beispielsweise bei medizinischen Implantaten, sich selbst schmierenden mechanischen Bauteilen oder auch als Schimmelschutz für Oberflächen. „Es gibt eine ganze Menge von selbstheilende Polymeren, aber die meisten können sich nicht zusammenheften, wenn in ihrer Mitte eine große Wunde klafft“, sagte Daniel.

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