Drei-Formen-Kunststoffe
In Teltow entwickelte Kunststoffe nehmen in drei Temperaturbereichen jeweils unterschiedliche Formen an.
Neu entwickelte „Drei-Formen-Kunststoffe“ lassen sich mithilfe der Temperatur steuern und können zweimal hintereinander ihre Gestalt ändern. Da weltweit jährlich über 200 Millionen Tonnen Kunststoff produziert werden, sind die denkbaren Anwendungsmöglichkeiten dieser neuartigen Materialien umfangreich.
Die Entwicklung der Drei-Formen-Kunststoffe gelang jetzt einem Deutsch-Amerikanischen Forscherteam des Teltower Zentrums für Biomaterialentwicklung des GKSS-Forschungszentrum Geesthacht (GKSS) und des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (MIT). Die neuen Materialien werden über die Temperatur gesteuert und sind in der Lage zwei Formveränderungen in unterschiedliche Richtungen auszuführen, sodass sich vielfältigste Anwendungen ergeben können.
„Eine intelligente Gefäßstütze könnte beispielsweise als noch kleines Hilfsmittel in den menschlichen Körper eingebracht werden. Dort entfaltet sich der Kunststoff, erfüllt seine Aufgabe und wird anschließend zu einer leicht aus dem Körper entfernbaren Form komprimiert“, schwärmt Andreas Lendlein, Leiter des GKSS-Zentrums für Biomaterialentwicklung. „Aber man könnte auch an Befestigungshaken in der Montagetechnologie denken, die ihre Befestigungsanker zunächst selbst ausrichten, bevor sie in einer genau definierten Position einrasten.“
Die aktiv-beweglichen Polymere sind aus zwei verschiedenen Arten von Kettensegmenten aufgebaut, die chemisch miteinander verknüpft sind. Durch diese Vernetzung auf molekularer Ebene wird die permanente äußere Form festgelegt. Damit die beiden Formänderungen stattfinden können, müssen dem Material die verschiedenen Formen zugeordnet werden. Man nutzt dafür den Effekt, dass die beiden Kettensegmente in unterschiedlichen Temperaturbereichen verschieden flexibel sind und beim Unterschreiten einer gewissen Temperatur ihre Flexibilität verlieren. Jeder der Formen ist bei konstanten Umgebungsbedingungen stabil, bis eine Temperaturerhöhung den Formenwechsel einleitet.
Quelle: GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH
Weitere Infos:
- Originalveröffentlichung:
Ingo Bellin, Steffen Kelch, Andreas Lendlein, Polymeric triple-shape materials, PNAS (Online-Vorab-Veröffentlichung, 20. November 2006).
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0608586103 - Zentrum für Biomaterialentwicklung, Institut für Polymerforschung, Teltow, GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH:
http://polymerforschung-aktuelles.gkss.de - GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH, Zentrum:
http://www.gkss.de
