Selbstheilung durch Mikrokapseln im Lack

Selbstheilende Oberflächen klingen nach Science-Fiction, doch sie sind real. Fraunhofer-Wissenschaftler aus der Polymerforschung geben Einblicke zu sogenannten Aktivsubstanzen und ihrer Wirkungsweise.

Unschöne Kratzer im Fahrzeuglack gehören bald der Vergangenheit an? Das Potenzial von Mikrokapseln ist hoch: Sie schützen vor Korrosion, UV-Strahlung oder lassen unschöne Kratzer verschwinden. Sie werden in den Lack eingearbeitet und enthalten eine Aktivsubstanz. Wird der Lack beschädigt, platzen die Kapseln auf, die Aktivsubstanz tritt aus und verrichtet ihre Arbeit. Die Substanzen verhindern zum Beispiel, dass sich der Kratzer ausbreitet. Wie das funktioniert, woraus die Kapseln bestehen, wie sie in den Lack kommen und wozu sie sonst noch nützlich sein können, verraten Forscher vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam sowie vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA im Interview.

An den Instituten arbeiten die Forscher mit Aktivsubsanzen, die aus Korrosionsinhibitoren, Schmieröle, Kleberkomponenten oder Kombinationen aus diesen drei Aktivsubstanzen bestehen. Das Wandmaterial der Mikrokapseln kann aus vernetzten oder unvernetzten Polymeren, aber auch aus anorganischem Siliziumoder Titandioxid und deren Kombinationen bestehen. Eine der Herausforderungen bei der Rezeptur der Mikrokapseln ist das Phasenverhalten einer Emulsion. So kann das Material für den Kern in der einen und das Material für die Hülle in der anderen Phase enthalten sein. An der Phasengrenze wächst dann unter geeigneten Bedingungen die Hülle. Eine weitere Herausforderung liegt in der Beschaffenheit der Mikrokapseln selbst: Einerseits möchte man Kapseln, die sich im richtigen Moment öffnen. Andererseits sollen sie bei der Verarbeitung möglichst robust sein, also nicht aufplatzen. Prozess-Know-How und Erfahrung sind notwendig, um dies zu erreichen. Weitere Spannende Anwendungsfelder wären zum Beispiel Korrosionsschutz, Selbstheilende Leiterbahnen oder Mikrokapseln, die antimikrobielle Stoffe oder UV-Schutzmittel enthalten.