Neuer Kunststoff heilt Schäden von alleine
Flügel von Windenergieanlagen halten dank Ansatz von EPFL-Wissenschaftlern dreimal länger
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EPFL-Forscher mit Teil aus selbstheilendem Plastik (Foto: Alain Herzog, epfl.ch) |
Lausanne (pte022/07.03.2019/11:40) Bauteile aus Kunststoff lassen sich nur selten reparieren, wenn sie beschädigt sind. Das wird sich ändern, denn Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) http://epfl.ch haben ein Material mit selbstheilenden Fähigkeiten entwickelt. "Wir bauen einen Reparaturmechanismus in den Kunststoffverbund ein", sagt Amaël Cohade vom EPFL-Labor für die Entwicklung von fortgeschrittenen Verbundmaterialien http://lpac.epfl.ch .
Äußerst kurze Heilungsdauer
Beschädigungen wie Risse oder Dellen heilen in kurzer Zeit aus, wenn der Defekt auf 150 Grad Celsius erwärmt wird, etwa mit einem besonders starken Föhn. Die Wärme mobilisiert den im Material wartenden Reparaturmechanismus, der den alten Zustand wiederherstellt. Der Mechanismus lässt sich in alle Strukturen einbauen, so das Team um Cohade. Er hat die Lebensdauer auf das Dreifache erhöht. Die Eigenschaften des Verbundmaterials bleiben erhalten, ebenso die Festigkeit. Außerdem sind keine neuen Produktionsanlagen nötig.
Die Technologie senkt zudem die Kosten für die Reparatur von Windenergieanlagen und Kunststofftanks, in denen beispielsweise Heizöl gelagert wird, drastisch. "Die Kosten für die Wartung von Windenergieanlagen werden für das Jahr 2020 auf 11,5 Mrd. Euro geschätzt", erklärt Cohades. Dabei werden unter anderem beschädigte Flügel ausgetauscht oder Dellen und Risse mit Kunststoff gefüllt. Letzteres verändere jedoch die Eigenschaften des Bauteils. Es werde schwerer und bekomme eine Unwucht, die oft zu neuen Schäden führen.
Zerstörte Fasern bleiben kaputt
Es gibt allerdings eine Einschränkung. Wenn die Fasern bei einem Bauteil aus Glas- oder Kohlenstofffaserbundwerkstoff beschädigt sind, wirkt der Reparaturmechanismus nicht. Doch im Normalfall wird zuerst der außen liegende Kunststoff beschädigt, sodass sich die Macke folgenlos beseitigen lässt. Die Forscher haben ein Bauteil aus Glasfaserverbundwerkstoff hergestellt, an dem sie die Selbstheilungskräfte demonstrieren. Auf der Pariser Kunststoffmesse JEC World Composites Show http://jec-world.events , die vom 12. bis 14. März dauert, demonstrieren die Schweizer ihr Verfahren. Das Start-up CompPair, eine Ausgründung aus der EPFL, soll die Technik jetzt vermarkten.
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