Es klingt wie etwas aus einem Terminator- Film. Chemieingenieure an der Universität von Michigan haben einen Kunststoff entwickelt, der sich sofort selbst heilt, wenn er von einer Kugel oder einem anderen Projektil getroffen wird.
"Wir wollten mit Hilfe von Maßnahmen eine chemische Reaktion auslösen", sagt Scott Zavada, ein Doktorand, der an dem Projekt mitgearbeitet hat.
Zavada und seine Laborkollegen hatten an selbstheilenden Materialien für medizinische Zwecke gearbeitet - chirurgischen Klebstoffen, die zum Beispiel anstelle von Nähten verwendet werden konnten. Als sie jedoch erfuhren, dass ein Team des Langley Research Center der NASA an einer ähnlichen Technologie arbeitete, um schnell Löcher in Raumanzügen und Lebensräumen im Weltraum zu heilen, wechselten sie den Gang. Die Ingenieure der University of Michigan haben sich mit der NASA zusammengetan, um ein Material zu entwickeln, das sich verfestigt, sobald es der Atmosphäre ausgesetzt wird. „Als wir mit der NASA zusammengearbeitet haben, haben wir uns entschlossen, die Wirkung des entweichenden Sauerstoffs zu nutzen, um diese Reaktion voranzutreiben“, sagt Zavada.
Ihr Ziel war es, ein Material zu schaffen, das sich fast augenblicklich selbst heilen kann, denn im Weltraum kann ein Riss in einem Raumanzug oder ein Bruch einer Raumstationswand tödlich sein.
Zavada und sein Berater Tim Scott hatten eine Lösung gefunden. Sie schlossen Tributylboran, eine Chemikalie, die unter Einwirkung von Sauerstoff schnell aushärtet, zwischen zwei Kunststoffschichten ein. Wenn eine oder beide Kunststofffolien durchstochen wurden, begann das Tributylboran sofort zu härten und bedeckte das Loch.
Zu denen, die die Ingenieure daran erinnert haben, dass es keinen Sauerstoff im Weltraum gibt, sagt Zavada: „Wir verlassen uns auf den Sauerstoff, der durch das Loch austritt, das die Oberfläche durchbricht. Jeder Ort, an dem ein Mensch lebt, wird Sauerstoff enthalten. “
Scott sagt, dass es keinen großen Durchbruch gab; Die Forscher überlegten eine Weile, und das erste, worauf sie sich einließen, funktionierte schließlich gut. Um die heilenden Eigenschaften zu testen, taten die Ingenieure das Naheliegendste, was sie sich vorstellen konnten. Sie brachten das Material zum Schießstand und schossen es auf.
Die Herausforderung bestand darin, sicherzustellen, dass sich beim Zusammenfügen überhaupt kein Sauerstoff zwischen den Plastikfolien befindet. „Wir haben hier ein sehr spezielles Labor für die Entgasung, daher ist es schwierig, in ein anderes Labor zu gehen und diese Bedingungen nachzubilden“, sagt Zavada. "Aber es ist sehr übersetzbar, solange man den Sauerstoff auflösen kann."
Selbstheilende Materialien sind nicht neu. Tatsächlich gibt es eine ziemlich breite Palette von Polymeren, die sich selbst heilen können, und die für Dinge verwendet werden können, die von zerbrochenen Telefonbildschirmen bis zu Löchern in Regenjacken reichen. Aber die, die Zavada und Scott entwickelt haben, ist bei weitem die schnellste. Sie sagen, je nachdem, wie groß der Einstich ist und wie schnell sich der Sauerstoff auflöst, heilt er in wenigen Sekunden ab. "Unsere eignen sich am besten für Dinge, die sehr schnell geheilt werden müssen", sagt Scott.
Im nächsten Monat bringt das Team das Material zum Glenn Research Center der NASA in Cleveland, um es in einer kontrollierten Umgebung zu testen, die den Weltraum nachahmt. Alle Tests, die sie bisher durchgeführt haben, wurden bei atmosphärischem Druck durchgeführt, und sie möchten sehen, wie er in der Schwerelosigkeit hält. Die Forscher hoffen, dass die Tests bis Ende des Jahres abgeschlossen sein werden. Von dort aus übergeben sie den Kunststoff der NASA, um zu sehen, wie er in Raumanzüge und Lebensräume integriert werden kann.
