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Fraunhofer IPA: Nano-Kapseln verleihen Oberflächen Selbstheilungskräfte

An selbstheilenden Oberflächen arbeiten derzeit Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) sowie der Universität Duisburg-Essen. Dazu haben sie ein Verfahren zur Herstellung galvanische Schichten mit Nano-Kapseln entwickelt, die Flüssigkeit freigeben und so Kratzer reparieren können, sobald die Schicht verletzt wird. Einen Fortschritt haben die Forscher bereits bei der Größe der Kapseln erzielt - lag der Durchmesser ursprünglich bei 10 bis 15 Mikrometern, messen die Kapseln aus dem Fraunhofer-Labor nur einige hundert Nanometer im Durchmesser und damit fast eine Größenordnung kleiner als bisher.

"Die Herausforderung liegt darin, die Kapseln beim Herstellen der galvanischen Schicht nicht zu beschädigen", erklärt Dr. Martin Metzner, Abteilungsleiter beim IPA. "Denn je kleiner die Kapseln, desto dünner und empfindlicher wird auch ihre Hülle. Die Elektrolyte, die man für diese galvanotechnischen Prozesse verwendet, sind chemisch recht aggressiv und können die Kapseln leicht zerstören." Die Forscher mussten daher das Material der Kapselhülle und die verwendeten Elektrolyte aufeinander abstimmen.

Als mögliches Einsatzgebiet nennen die Wissenschaftler mechanische Lager: In die übliche galvanische Beschichtung ließen sich Kapseln mit Schmierstoffen im Inneren einlagern. Reicht der Schmierstoff im Lager kurzfristig nicht aus, wird ein Teil der Beschichtung abgetragen, die oben liegenden Kapseln platzen auf und geben Schmierstoff frei. Das Lager wird nicht beschädigt, wenn es kurzzeitig trocken läuft.

Erste Erfolge haben die Forscher bei Kupfer-, Nickel- und Zinkschichten, bei denen sie nach eigenen Angaben erste Schichten im Zentimetermaßstab herstellen konnten. Bis ganze Bauteile beschichtet werden können, dauert es nach Einschätzung des Experten allerdings noch eineinhalb bis zwei Jahre. Komplexere Systeme sollen folgen - etwa verschieden gefüllte Kapseln, deren Flüssigkeiten miteinander reagieren wie ein Zwei-Komponenten-Kleber. Metadaten anzeigen: Autor verbergen | Schlagworte