Mit Wasser und Wärme: Plastik repariert sich künftig selbst

Mit Wasser und Wärme: Plastik repariert sich künftig selbst

von Jennifer Garic

Ein Tropfen Wasser, etwas Wärme, schon wachsen bei einem neuen Kunststoff, den US-Forscher entwickelt haben, Bruchstellen wieder zusammen.

Jedes Jahr verbraucht die Kunststoffindustrie massenhaft Erdöl in ihrer Produktion. Denn für ein Kilogramm gewöhnliches Plastik braucht man in der Herstellung zwei Liter Erdöl. Bei der Plastikerzeugung werden vier Prozent des jährlich genutzten Erdöls verbraucht. Allein die deutsche Kunststoffindustrie hat im vergangenen Jahr laut Plastics Europe knapp 20 Millionen Tonnen Plastik hergestellt.

Nicht alle Produkte rechtfertigen diese Mengen mit einer langen Lebensdauer, Ein Problem: Plastik kann nicht repariert werden. Ist etwas kaputt, landet es im Müll - zumindest bis jetzt.

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Forscher aus dem US-amerikanischen Pennsylvania glauben nämlich, das Problem gelöst zu haben. Das Team der Penn State University hat sich dazu die Zähne von Tintenfischen ganz genau angeschaut. Denn auch wenn diese bei den verschiedenen Arten variieren - ein gemeinsames Protein in den Zähnen sorgt dafür, dass sich die Beißer aller Arten bei Schäden selbst reparieren können.

Mithilfe von Bakterien gelang es den Forschern, das Protein im Labor nachzuzüchten, ohne es den Tintenfischen entnehmen zu müssen. Das Protein zur Selbstheilung haben sie dann ihrem entwickelten Polymer, der Hauptkomponente für die Kunststoffherstellung, hinzugefügt. Das entstandene Bioplastik ist sehr widerstandsfähig und kann große Gewichte heben.

Um Bruchstellen zu kitten, reichen ein Tropfen Wasser und ein warmer Metallstift. Drückt man diesen auf die angefeuchtete Bruchstelle - oder zwei direkt aneinanderliegende Plastikstücke -, dann fügt sich der Kunststoff wieder zusammen. Getrocknet ist der Kunststoff so belastbar wie zuvor.

Unzählige Einsatzfelder für das neue PlastikAls Einsatzgebiete sind bisher Tiefseekabel und medizinisches Plastik angedacht. Dort ist der Kunststoff ohnehin ständig in einer feuchten Umgebung und könnte sich im warmen Körper sogar selbstständig reparieren, wenn Bruchstellen oder Risse auftreten. Gerade in der Medizin müssen Plastikteile wie implantierte Herzklappen normalerweise regelmäßig ausgetauscht und repariert werden - ein weiterer Vorteil des neuen Materials.

Doch es kommen noch zahlreiche andere Anwendungsmöglichkeiten in Frage: Zerbrochene Spielzeugfiguren, Brillengestelle, luftdichte Verpackungen und nahezu alles, was künftig mit 3D-Druckern hergestellt wird. Die Möglichkeiten erscheinen unbegrenzt - und mit jedem neuen Einsatzfeld würde der Erdölverbrauch sinken.

Einen ersten Blick ins Labor zeigt dieses Video:

https://www.youtube.com/watch?v=gJ_qA80Ztww&ab_channel=PennStateResearchCommunications

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