Technik

Polymer-Kunststoff macht Auto selbstreparierend - mit CO2-Abgasen

von Marten Zabel

CO2-Fußabdruck verbessern: Forscher am MIT haben einen selbstreparierenden Polymer-Kunststoff entwickelt, der Risse und Kratzer mit CO2 aus der Luft flickt.

Kratzer im Autolack.
Nie mehr Kratzer: Mit dem Polymer-Kunststoff des MIT werden Autos selbstreparierend. Foto: Shutterstock/travin_photo

Das erfahren Sie gleich:

  • Wie ein selbstreparierendes neues Material Abgase nutzt, um Risse zu flicken
  • Wie der Polymer-Kunststoff seine Fähigkeit aus der Pflanzenwelt gelernt hat
  • Wie Bauteile aus diesem Material ihren CO2-Fußabdruck selbst reduzieren würden

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein neues Material mit Selbstheilungskräften entwickelt: Risse oder Kratzer kann das Polymer selbst reparieren. Dabei tut es der Umwelt gleich noch einen Dienst, indem es das dafür notwendige CO2 aus der Luft nimmt. Alles, was das auf der Fotosynthese von Pflanzen basierende Material dafür benötigt, ist etwas Licht.

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Ein Polymer-Kunststoff mit Pflanzenbestandteilen

Das Geheimnis hinter der neuen Technik stammt direkt aus Pflanzen: Die Forscher vom MIT haben ihr Polymer mit Chloroplasten durchsetzt, dem Zellteil, der bei Pflanzen für die Fotosynthese verantwortlich ist. In einem Kratzer werden diese mit der Luft in Kontakt gebracht und nutzen die Energie des Lichts, um CO2 aus der Atmosphäre einzufangen. So dehnen sich die beschädigten Bereiche eines Bauteils aus und schließen Lücken wieder.

Anders als bei bereits existierenden selbstreparierenden Oberflächen benötigt das neue Material keine Hitze und keine UV-Lampen oder sonstige Spezialausrüstung. Die Sonne genügt völlig. Das bedeutet, dass ein Bauteil aus diesem Material praktisch sich selbst überlassen werden kann – solange es unter freiem Himmel ist. Dann heilt es kleinere Schäden ohne menschliches Eingreifen.

Ein Diagramm der Funktionsweise des selbstreparierenden Polymer-Kunststoffs.
Die hellgrünen Chloroplasten innerhalb des dunkelgrünen Hydrogels reagieren bei einem Riss auf Licht. Sie saugen dann CO2 aus der Luft und nutzen es für die Selbstheilung. Foto: MIT

Interessant wären Anwendungsmöglichkeiten nicht nur in der Karosserie von Fahrzeugen, sondern auch im Hausbau: Außenplatten für Fassaden oder Dachziegel aus dem Polymer könnten eine hohe Lebensdauer haben und gleichzeitig mit der chemischen Bindung von CO2 etwas Gutes für das Klima tun. Da es sich flüssig transportieren lässt, wäre auch die lokale Produktion von Bauelementen direkt auf der Baustelle vorstellbar – ähnlich, wie es beim klassischen Beton bereits der Fall ist. Eventuell lässt sich das Material sogar in einem dafür entwickelten 3D-Drucker verwenden – wie etwa die Drucker, die ich Holland eine ganze Brücke gedruckt haben.

Der große Erfolg des MIT-Teams besteht darin, Chloroplasten nach der Extraktion aus Pflanzen für längere Zeit funktionsfähig zu halten. Bislang hatten diese in anderen Experimenten nach einigen Stunden aufgehört, zu funktionieren. Das neue Material steigert die Lebenserwartung der Bauteile von Pflanzenzellen laut Entwickler drastisch.

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Selbstreparierend und mit negativem CO2-Fußabdruck

Bis Autokarosserien und Hausfassaden CO2 zur Eigenreparatur aufnehmen, ist aber dennoch weitere Entwicklungsarbeit nötig. Tatsächlich planen die Forscher, ihren Werkstoff langfristig nicht mit Chloroplasten, sondern mit einem künstlichen Katalysator herzustellen. Gelingt das, wäre die Lebensdauer des Materials noch deutlich größer und der Baustoff ließe sich in großen Mengen herstellen.

Für das Klima wäre das ein Segen, denn dann würden nicht nur spezielle Industrieanlagen und natürlich Pflanzen CO2 aus der Luft nehmen, sondern auch Häuser und Autos könnten ihren Teil zur Klimarettung beitragen.

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