Gummi mit Gedächtnis

Donnerstag, 13. Dezember 2007, 21:17 • Rubrik Chemie, Technik.

Ein gummiartiges Polymer mit Formgedächtnis haben amerikanische Chemiker hergestellt. Werkstücke aus dem transparenten Material lassen sich in jede beliebige Form kneten. Beim Erwärmen nehmen sie aber binnen Sekunden wieder ihre ursprüngliche Gestalt an.

Mitchell Anthamatten und sein Student Jiahui Li. Foto: University of Rochester

Zu den möglichen Anwendungen zählten Implantate, die sich erst im Körper entfalten, und aktives medizinisches Nahtmaterial, so Mitchell Anthamatten von der University of Rochester. “Aus diesem Polymer könnte Nahtmaterial hergestellt werden, dass auf die Körpertemperatur reagiert und dabei die Naht zusammenzieht.”

Bei dem Polymer handelt es sich um ein vernetztes Polybutylacrylat. Sein Formgedächtnis verdankt es stickstoff- und sauerstoffreichen Ureidopyrimidinon-Seitengruppen. Diese erlauben die Ausbildung zahlreicher Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Polymersträngen. Bindungen dieses Typs lösen sich zwar relativ leicht, etwa beim kräftigen Verbiegen und Kneten des Materials, bilden sich an einer anderen Stelle allerdings ebenso leicht erneut aus.

Werkstücke aus dem Polymer sind daher bei kühleren Temperaturen relativ steif und fest und behalten die neue Gestalt, wenn man sie verformt. Erst wenn sie beim Erwärmen weich werden, kehren sie wieder zu der Gestalt zurück, in der sie hergestellt worden sind, berichten Anthamatten und seine Kollegen im Fachblatt “Advanced Materials”.

Wie schnell und kräftig dies geschehe, lasse sich über die Zahl der Seitengruppen steuern, so der Chemiker weiter. Ein weiterer Vorzug sei die Synthese des Polymers: “Die ist geradezu lachhaft einfach. Umso faszinierender ist es, wie stark sich kleine Modifikationen auf das Verhalten eines Materials auswirken können.”

Forschung: Jiahui Li, Michelle H. Wrue und Mitchell Anthamatten, Department of Chemical Engineering, University of Rochester, Rochester, New York

Veröffentlichung Advanced Materials, Vol. 19(19), pp 2851-5, DOI 10.1002/adma.200602260

WWW:
Anthamatten Group, University of Rochester
Polymere und Makromoleküle
Wasserstoffbrückenbindungen
Werkstoffe mit Formgedächtnis

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