Bionik Selbstheilendepolimerwerkstoffe

Gefördert durch
Auf Basis einer technischen Problemstellung
(Ermüdungsbrüche an Elastomeren für Dichtungen und
Schwingungsdämpfer) werden geeignete Vorbilder selbstreparierender
biologischer Materialien analysiert und ihre
Funktionsweisen in technische Anwendungen übertragen.
Polymere werden heute vielfach in Anwendungen mit hoher
mechanischer Beanspruchung eingesetzt. Bei zyklischer Belastung
wachsen Mikrorisse, die in jedem Bauteil vorhanden sein können,
langsam zu überkritischen Längen an, werden instabil und können dann
schlagartig zum Bruch führen. Diese Tatsache legt es nahe, durch
Ausheilung oder Verfestigung des Risses bzw. der Rissspitze das
Risswachstum zu unterbinden oder zumindest deutlich zu verlangsamen.
Selbstheilung, die ohne einen Eingriff von außen auskommt, wäre dabei
ein eleganter Lösungsweg. Ziel des Vorhabens OSIRIS ist es, bionische
Selbstheilungskonzepte für Elastomere und entsprechende prototypische
Dichtungen und Kompensatoren zu entwickeln. Im Rahmen des Projekts
werden pflanzliche Sekrete (z.B. der Milchsaft der Birkenfeige Ficus
benjamina) und deren Transport- und Speichergewebe als Vorbilder
genutzt. Wird die Pflanze verletzt, kommt es zum Austritt dieser Sekrete,
die aushärten und den Wundverschluss bilden.
Das stoffliche Selbstheilungssystem soll bzgl. Skalierung, Geometrie und
Kinetik zur autonomen Reparatur von Mikrorissen geeignet sein, wobei
sonstige Polymereigenschaften möglichst unbeeinflusst bleiben sollen.
Die Formulierung im technischen System fokussiert auf den Aufbau
eines Speicher-/Transportsystems auf Basis von Mikrokapseln
bzw. -röhren, hohlen Glasfasern oder festen Emulsionen im Bauteil.
PRESSEMAPPE
F & E Partner
Prof. Dr. Thomas Speck & Dipl. Biol.
Georg Bauer
Plant Biomechanics Group, Universität
Freiburg
Prof. Dr. Rolf Mühlhaupt, Dipl. Chem.
Andreas Schüssele & Dipl. Chem. Oliver
Carstensen
Freiburger Materialforschungszentrum FMF
IWF Ingenieurbüro
Gummi- und Kunststofftechnik GmbH (GKT)
Projektkoordination & Kontakt
Dr. rer. nat. Anke Nellesen, Dipl.-Wirt.-
Chem. Max von Tapavicza, Dipl.-Ing.
Jürgen Bertling
Fraunhofer UMSICHT
Geschäftsfeld „Spezialwerkstoffe“
Osterfelder Strasse 3
D-46047 Oberhausen
P: +49 (0) 208 / 8598 - 1147
E:anke.nellesen@umsicht.fraunhofer.de
Mehr Informationen im Internet
www.kompetenzneetz-biomimetik.de
http://www.bionischeinnovationen.
de/projekte/osiris.html
OSIRIS
SELBSTHEILENDE POLYMERWERKSTOFFE