Kratzer im Autolack mit Licht aus Lasern heilen
Kratzer im Autolack per Laser reparieren oder mit der gleichen 3-D-Druckfarbe Produkte mit unterschiedlichen Materialeigenschaften herstellen: An solchen bahnbrechenden Lösungen arbeitet ein deutscher Forscher.
Wie sich Beschichtungen und Materialien mit monochromatischem Licht aus Lasern für unterschiedliche Anwendungen maßschneidern lassen, untersucht Professor Christopher Barner-Kowollik vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Queensland University of Technology (QUT) in Brisbane, Australien, nun in einem Projekt, das der Australische Forschungsrat mit mehr als 2 Mio. EUR fördert.
Mechanische Eigenschaften präzise steuern
Ziel seiner Forschung ist es, Materialien mit Licht so programmieren und umprogrammieren zu können, dass sie sich genau auf ihren spezifischen Einsatzbereich anpassen lassen. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen von intelligenten Beschichtungen und Materialien über synthetische Proteine bis zu lasergesteuerten 3-D-Drucktechnologien. „Ein Beispiel wäre eine Beschichtung, deren mechanische Eigenschaften sich mit Licht präzise steuern lassen, sodass sie an bestimmten Stellen flexibler wird, an anderen – dann mit Licht einer anderen Wellenlänge bestrahlt – härter”, erläutert der Chemiker. So könnten sich in Zukunft etwa auch Beschichtungen heilen oder empfindliche Elektronikbauteile leichter einbauen oder austauschen lassen.
Verfahren auf dem Vormarsch
„Manche Schätzungen besagen, dass bis zum Jahr 2030 zehn Prozent aller Produkte aus dem 3-D-Drucker kommen. Ein Verfahren, das es – allein durch ein Verändern der Wellenlänge des eingesetzten Lichts – erlaubt, mit der gleichen 3-D-Druckfarben Produkte mit unterschiedlichen Materialeigenschaften herzustellen, wäre bahnbrechend”, sagt Barner-Kowollik.
Informationen in Polymeren schreiben
In seiner weiteren Forschung wird Barner-Kowollik auch untersuchen, wie sich Licht nutzen lässt, um Informationen in Polymeren zu schreiben, zu speichern und zu lesen. Polymere, langkettige Moleküle, bilden die Bausteine für zahlreiche Materialien. Durch die Kontrolle über den Aufbau der Moleküle, auch Sequenz genannt, lassen sich die Eigenschaften solch großer Moleküle (Makromoleküle) steuern. „Polymere, deren Sequenz kodier- und lesbar ist, könnten etwa für die Herstellung maßgeschneiderter Druckfarben für den 3-D-Druck im Mikro- und Nanometerbereich“, so Christopher Barner-Kowollik.