Smartphones machen unser Leben in vielen Bereichen leichter. Allerdings sind sie empfindlich. Einmal unglücklich runtergefallen, und schon hat man ein wunderschönes Spinnennetzmuster auf dem Display. Ein Team von Forschern ließ sich von den Selbstheilungskräften von Wolverine aus X-Men beeinflussen und erschuf ein selbstheilendes Polymer, das eines Tages zu selbstheilenden Smartphones führen könnte.


Bild: Droid Eris meets pavement, Robert Nelson, Flickr, CC BY-SA 2.0

Mit Ion-Dipol-Wechselwirkungen in Richtung selbstheilender Smartphones

Vater des Materials ist Dr. Chao Wang von der University of California, Riverside, der sich bezüglich seiner Inspiration auch nicht zurückhält. „When I was young, my idol was Wolverine from the X-Men. He could save the world, but only because he could heal himself. A self-healing material, when carved into two parts, can go back together like nothing has happened, just like our human skin„, so Dr. Wang.

Chemische Bindungen sind das Geheimnis hinter jeder Fähigkeit zur Selbstheilung. Dabei unterscheidet man zwei Bindungsarten: Kovalente und nichtkovalente Bindungen. Kovalente Bindungen sind stärker und nicht leicht wieder zu formen, wenn sie einmal gelöst werden. Nichtkovalente Bindungen sind schwächer, dafür aber dynamischer. Das Problem mit vielen nichtkovalenten Bindungen: Sie sind oft nicht für elektrisch leitendes Material geeignet. „Most self-healing polymers form hydrogen bonds or metal-ligand coordination, but these aren’t suitable for ionic conductors„, erklärt Dr. Wang.


Wang und sein Team suchten nach alternativen Möglichkeiten und hatten großen Erfolg mit Ion-Dipol-Wechselwirkungen. „Ion-dipole interactions have never been used for designing a self-healing polymer, but it turns out that they’re particularly suitable for ionic conductors„, so Wang. Das Team kombinierte ein dehnbares, polaras Polymer mit einem Ionensalz, um so Ion-Dipol-Wechselwirkungen zu erzeugen.

Das Resultat ist ein Material, das elektrisch leitend und extrem flexibel ist. Das Material kann bis auf das 50-Fache seiner Ausgangsgröße gedehnt werden und sich innerhalb eines Tages selber heilen, nachdem es in der Mitte durchgerissen wurde.

Weitere Forschung ist erforderlich

Die Forscher wollen im nächsten Schritt die Eigenschaften des Polymers verbessern. So wollen sie beispielsweise erreichen, dass das Material seine Eigenschaften auch in sehr feuchten und anderen extremen Umgebungen beibehält. „Previous self-healing polymers haven’t worked well in high humidity. We are currently tweaking the covalent bonds within the polymer itself to get these materials ready for real-world applications„, so Wang weiter.

Außerdem möchte das Team herausfinden, wie viel Druck erforderlich ist, um die Selbstheilung auszulösen. Bisher ist bekannt, dass nicht viel Druck erforderlich ist, aber genaue Daten dazu gibt es noch nicht.

Alle Materialien, die zur Herstellung des Polymers erforderlich sind, sind bereits kommerziell verfügbar. Die Herstellung sollte vor allem in großen Mengen relativ günstig sein. Allerdings gab Wang auf einer Pressekonferenz an, dass es noch länger dauern wird, bis das Material in Smartphones oder anderen elektronischen Geräten zum Einsatz kommen kann.

via Futurism

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