Inspiriert von Spinnenseide: Extrem robuste und außergewöhnlich dehnbare Beschichtung
Eine neue Arbeit beschreibt eine ultra-robuste, außergewöhnlich dehnbare und selbstreparierende biobasierte Beschichtung mit Selbstheilungsfähigkeiten und visueller Schadenserkennung.
Die Entwicklung intelligenter Werkstoffe mit integrierten, äußerst leistungsfähigen Funktionen zur Schadensüberwachung und -behebung ist von größter Bedeutung für die Ausweitung der Anwendung der neuesten Generation intelligenter Werkstoffe. Nach dem Vorbild von Spinnenseide und Haut haben Forscher nun mehrere Wasserstoffbrückenbindungen und starre alicyclische Gruppen mit angeschlossenen Sensoren zur Schadensüberwachung in biobasierte Polyurethane eingebettet, um biobasierte Elastomere mit außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften in Kombination mit Reparatur- und Schadensüberwachungsfunktionen zu schaffen.
Beschichtungsmaterialien mit ultrahoher mechanischer Leistung
Das Elastomer besitzt eine außergewöhnliche Zähigkeit (583 MJ-m-3) und Zugfestigkeit (43 MPa), die Bruchdehnung beträgt 2600 %, und es ist selbstheilend (86 % bei 60 °C für 6 Stunden), umweltverträglich und recycelbar, wodurch die Herstellung ultrazäher, selbstheilender elastomerer Materialien erreicht wird. Gleichzeitig ermöglichen die im Inneren eingebetteten Sensoren die Lokalisierung und Überwachung von Schäden durch visuell wahrnehmbare Merkmale wie Fluoreszenzlöschung und Verfärbung. Das Elastomer erholt sich gut in einer 3,5 gewichtsprozentigen NaCl-Lösung und bietet Korrosionsschutz (9,23 × 107 Ω-cm2 selbst nach 50 Tagen Eintauchen), wodurch die Integration von Beschichtungsmaterialien mit ultrahoher mechanischer Leistung mit Schadenswarn- und Reparaturfunktionen erreicht wird.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 182, September 2023, veröffentlicht.
Lesetipp
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