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Korrosion in Metallen kann zur strukturellen Ermüdung oder zum Versagen von Brücken, Pipelines und Flugzeugrümpfen führen. Korrosionsschutzbeschichtungen helfen, dies zu verhindern, werden jedoch unwirksam, wenn sie durchbohrt, rissig oder zerkratzt werden. Forscher der Northwestern University haben nun eine selbstheilende Beschichtung entwickelt, die ihre Unvollkommenheiten in Sekundenschnelle ausbessern kann.

„Lokale Korrosion in Metall ist ziemlich gefährlich, weil sie schwer vorherzusagen ist, und wenn sie auftritt, ist sie oft schwer zu erkennen und bleibt daher unbeaufsichtigt“, sagte Prof. Jiaxing Huang, der die Forschungsbemühungen leitete, gegenüber NewAtlas. „Es gibt [Erkennungs-]Methoden, die auf visueller Inspektion basieren, oder Techniken wie solche, die auf Elektrochemie basieren, um die Korrosionsrate zu überwachen. Da Korrosion jedoch lokal auftritt, ist es nicht einfach, die Flecken in einer großen Metallstruktur zu finden.“

Wir haben bereits selbstheilende Beschichtungen gesehen, die von der Sonne angetrieben werden, und andere, die von der Haut einer Schlange inspiriert sind, aber diese können nur mikroskopische Defekte reparieren. Um größere Unvollkommenheiten im Millimeterbereich zu heilen, ließen sich Huang und seine Kollegen von einer anderen Inspiration inspirieren.

„Wenn ein Boot durch Wasser schneidet, fließt das Wasser sofort wieder zusammen“, sagt Huang. „Der ‚Schnitt‘ heilt schnell, weil Wasser leicht fließt. Uns wurde inspiriert, zu erkennen, dass Flüssigkeiten wie Öle das ultimative Selbstheilungssystem sind.“

Die ölbasierte Beschichtung musste flüssig genug sein, um sich innerhalb von Sekunden selbst zu reparieren, aber nicht so flüssig, dass sie einfach von der Metalloberfläche abtropfen würde. Die „Goldlöckchen-Zone“ wurde durch die Zugabe von mikroskopisch kleinen und leichten Graphenkapseln erreicht, die das Öl verdicken und dafür sorgen, dass es selbst in rauen Umgebungen, sei es unter Wasser oder in Säurebädern, extrem gut am Metall haftet.

Die Wissenschaftler zeigten, dass das Material auf einer Reihe verschiedener Metalle, darunter Aluminium, Messing und Stahl, schnell und wiederholt heilen kann, selbst nachdem dieselbe Stelle 200 Mal hintereinander gekratzt wurde. Huang sagt uns, dass die Beschichtung grundsätzlich funktionieren sollte jedes Metall, da es nicht auf einer bestimmten Oberflächenchemie basiert.

Als nächstes werden die Forscher an Antifouling-Beschichtungen arbeiten und Wege finden, ihre Graphenkapseln in Massenproduktion herzustellen.

Die Beschichtung wird im Video unten näher beschrieben.

Quelle: Northwestern University