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Innovationen im Alltag

Ludwik Leibler erfindet Vitrimere, eine neue Klasse von Polymeren – Entdeckergeist und Pionierarbeit Teil 12

Ein Kratzer im Autolack oder kaputtes Plastik-Spielzeug – ärgerlich, aber alles kein Problem: einfach erhitzen und der Schaden ist behoben. Das klingt wie aus einem Science-Fiction-Film, soll aber mit der Erfindung des Chemikers Ludwik Leibler bald möglich sein. Der in Polen geborene Franzose hat einen „Zauberkunststoff“ mit revolutionären Eigenschaften erfunden: das „Vitrimere“.

Anfang des 21. Jahrhunderts hat Plastik keinen guten Ruf: Es ist nicht recycelbar und nur schwer abzubauen – darunter leidet die Umwelt. Doch Kunststoff ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Vor rund 15 Jahren gibt es nur zwei Kunststoffverbindungen. Zum einen die extrem belastbaren, jedoch nicht verformbaren Duroplaste. Zum anderen die Thermoplaste. Sie lassen sich leicht verformen, sind aber sehr anfällig gegenüber Lösungsmitteln und Druck.

Leiblers Ansatz: ein Material entwickeln, das so stabil ist wie die Duroplaste, sich aber unter Hitze wie die Thermoplaste verformen lässt. Das funktioniert nur, wenn die Molekularstruktur des Kunststoffs bei Erhitzung erhalten bleibt. Sonst verflüssigt er sich. Leibler selbst vergleicht die gesuchte Eigenschaft mit einer Tanzveranstaltung: „Stellen sie sich eine Tanzgesellschaft vor... Von Zeit zu Zeit, ist ein Wechsel des Tanzpartners der beste Weg für eine Veränderung. Genauso wie im wirklichen Leben. Dank dieser Veränderung bewegen sie sich in ungeahnte Richtungen und erweitern ihren Horizont.“ Und um diesen „Walzer der Moleküle“ zu erreichen, machen Leibler und sein Team verschiedene Experimente mit den Duroplasten. Schließlich fügen sie Zink und Carbonsäure hinzu, es kommt zu einer „Katalysereaktion“– das ist der Durchbruch! Bei 150 Grad beobachtet das Forschungsteam eine erstaunliche Reaktion: Die Moleküle wechseln ihren „Tanzpartner“ – während die Anzahl der Verbindungen gleich bleibt! Das Material ist damit verformbar, verflüssigt sich aber nicht. Die Vitrimere sind geboren!


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Zur Freude der Forscher löst der neue Kunststoff viele Probleme seiner „Plastik-Vorgänger“. „Es handelt sich um einen festen Werkstoff, der vollkommen unlöslich ist. Er kann in einem sehr breiten Temperaturspektrum bearbeitet werden und ist zu hundert Prozent recycelbar. Im Gegensatz zu üblichen Polymeren, schmilzt er auch nicht plötzlich“, erklärt Leibler.

Mit den Vitrimeren können wir weitere Müllberge verhindern. Sie können überall dort zum Einsatz kommen, wo normales Plastik verwendet wird. Zum Beispiel im Flugzeugbau oder bei Sturzhelmen. Als zusätzlich aufgetragene Schicht können Vitrimere auch Autolack schützen: Kratzer versiegeln sich bei Erhitzung einfach von selbst!

Doch damit nicht genug, der Franzose forscht gerade an Nanopartikeln, die ähnlich wie die Vitrimere funktionieren. Das ist vor allem im medizinischen Bereich nützlich. „Stoffe, die sich über Nanopartikel verbinden – Vitrimer folgt exakt der gleichen Idee. Die Nanopartikel bilden austauschbaren Bindungen zum Gewebe aus. Und weil die Bindungen austauschbar sind, kann man eine Verbindung herstellen, die stark genug ist, um die beiden Gewebe zu vereinen.“ Die mineralischen Nanopartikel können in nur zwei Minuten offene Hautwunden schließen. Die außergewöhnlichen Erfindungen von Leibler bereichern unseren Alltag.

Mit der Erfindung des „Zauberplastiks“ gehört Leibler jetzt zu den Auserwählten Anwärtern auf den Europäischen Erfinderpreis. Ob er die begehrte Trophäe in der Kategorie Forschung mit nach Hause nimmt, erfahren wir beim diesjährigen zehnten Jubiläum der Veranstaltung in Paris.

(Redaktion)


 


 

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