Mikrokugeln mit Heilflüssigkeit 30.06.2015, 12:15 Uhr

Flugzeugtragflächen reparieren sich in der Luft von selbst

Flugzeugtragflächen könnten winzige Haarrisse bald eigenständig in der Luft ausbessern: Dank Mikrokugeln im Kunststoff, die eine Heilflüssigkeit abgeben. Sie könnten auch beschädigte Handydisplays ausbessern. 

Die Flügel der neuen Boeing 777X bestehen aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff. Mikrokugeln könnten Haarrisse in Zukunft während des Fluges reparieren. 

Die Flügel der neuen Boeing 777X bestehen aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff. Mikrokugeln könnten Haarrisse in Zukunft während des Fluges reparieren. 

Foto: Boeing

Hinter der Idee der selbstheilenden Tragflächen, die das Fliegen noch sicherer machen soll, stecken Luftfahrtexperten der Universität Bristol. Sie haben sogenannte Mikrokugeln entwickelt, die sich dem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff der Tragflächen in Pulverform beimischen lassen. Kommt es zu einem Steinschlag oder prallt ein Vogel gegen den Flügel, platzen die Kugeln und sondern eine Flüssigkeit ab. Sie sickert in die Risse und verhärtet mithilfe eines Katalysators. Beimischen lässt sich eine UV-Farbe, sodass Inspekteure die Mikroschäden bei der Inspektion zuverlässiger erkennen.

Die Wissenschaftler haben sich vom menschlichen Körper inspirieren lassen: „Wir Menschen sind auch nicht unzerstörbar“, sagt Forschungsleiter Duncan Wass der britischen Tageszeitung Independent. „Aber wenn wir verletzt werden, bluten wir, wir verschorfen und heilen.“ Der Selbstheilungsprozess des Kunststoffs läuft sogar viel schneller ab. Tests hätten gezeigt, dass das Material nach wenigen Stunden wieder so stabil ist wie vor dem Schaden.

Umgebungstemperatur größte technische Herausforderung

Vor der Markteinführung gilt es noch, technische Probleme zu lösen: Die Forscher müssen den Selbstheilungsprozess so optimieren, dass er bei verschiedenen Umgebungstemperaturen funktioniert. „Fliegt das Flugzeug in großen Höhen, ist es sehr kalt. Auf der Landebahn in Dubai ist es hingegen bis zu 40 °C heiß“, sagt Wass. „Den Heilungsprozess in dieser Temperaturspanne ablaufen zu lassen, ist unsere technische Herausforderung.“

Riesige Rotorblätter der Windkraftanlagen lassen sich nur schwer warten und reparieren. Ein Selbstheilungsprozess könnte den Betrieb wirtschaftlicher machen. 

Riesige Rotorblätter der Windkraftanlagen lassen sich nur schwer warten und reparieren. Ein Selbstheilungsprozess könnte den Betrieb wirtschaftlicher machen.

Quelle: Jens Büttner/dpa

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Wass sieht weitere Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise in Windkraftanlagen: Betreiber stehen vor dem Problem, dass Vögel die riesigen Rotorblätter beschädigen. Die Risse lassen sich nur schwer erreichen, entsprechend teuer ist die Reparatur. Die Mikrokugeln könnten Abhilfe schaffen. Zum Einsatz kommen könnten sie auch in Sportgeräten wie Tennisschlägern oder Autoteilen, die aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen – beispielsweise im BMW i8.

Riss auf Handydisplay verschwindet von selbst

L’Oréal hat bereits Interesse signalisiert: Der Kosmetikkonzern wünscht sich einen selbstheilenden Nagellack. Das würde zwar eine andere Technologie erfordern, sagt Wass. Das Prinzip bliebe aber dasselbe. Der Forschungsleiter ist davon überzeugt, dass die Mikrokugeln auch zu selbstheilenden Handydisplays führen: „Wir nähern uns der Phase, in der wir in den nächsten fünf oder zehn Jahren Dinge wie Handydisplays sehen werden, die Risse selbst heilen können.“

 

Ein Beitrag von:

  • Patrick Schroeder

    Patrick Schroeder arbeitet als freiberuflicher Journalist für Zeitschriften und Onlinemagazine wie die VDI Nachrichten und Ingenieur.de.

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