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Das Plastik mit dem gewissen Etwas

Amerikanische Wissenschaftler haben ein neues Verfahren entwickelt, um aus brüchigen Kunststoffen elastische Materialien zu machen: Winzige in das Material eingebettete Gummibälle nehmen die Energie von Stößen oder Verformungen auf und verhindern so, dass der Kunststoff bricht. Eingesetzt werden könnte das neue Verfahren beispielsweise, um elastische Stoßstangen für Autos oder bruchsichere Computergehäuse herzustellen.

Die Idee, Kunststoffen elastische Kautschukanteile zuzusetzen und sie damit weniger brüchig zu machen, ist nicht neu. „Viele Hersteller nehmen jedoch einfach die gummiartigen Verbindungen und mischen sie mit dem Kunststoff“, erklärte Studienleiter Mike Chung. Das führe häufig zu Problemen, beispielsweise weil die Mischungen nicht gleichmäßig genug sind oder sich die beiden Komponenten nicht miteinander verbinden.

Aus diesem Grund entwickelten die Materialforscher ihr Gummiballverfahren: Aus einem sehr günstigen Ethylen-Elastomer, das auch für Autoreifen verwendet wird, stellten sie kleine Partikel mit einem Kern und einer Schale her. Der Kern besteht dabei aus den Gummifasern selbst, die so angeordnet sind, dass daran angebrachte Molekülketten wie Borsten nach außen weisen und die Schale bilden. Diese borstigen Gruppen heften sich an die Polymermoleküle des Kunststoffs und sorgen so für einen guten Zusammenhalt beider Komponenten. Sie können für jeden Kunststoff maßgeschneidert werden, so dass der Einsatz der Gummibällchen nicht auf ein bestimmtes Material begrenzt ist.

Die Größe der Gummipartikel kann von 30 Nanometern (Millionstel Millimeter) bis zu einem Hundertstel Millimeter variiert werden. Die Forscher hoffen, mit ihrem Verfahren in Zukunft auch andere Materialien wie beispielsweise Keramiken bearbeiten zu können, so dass elastische Werkstoffe mit völlig neuen Eigenschaften entstehen.

Mike Chung, Usama Kandil (Penn-State-Universität, Philadelphia): Vortrag auf dem Treffen der American Chemical Society in Washington

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