Selbstheilung durch Sonnenlicht

Die Problematik, Klarlacke mit der Fähigkeit zur Selbstheilung auszustatten, liegt darin, dass diese oft die anderen Eigenschaften negativ beeinflussen. Dazu gehören die Transparenz und die Kratzfestigkeit. Bisherige Materialien basieren meist auf freier Molekularbewegung. Diese besitzen zwar eine hohe Kapazität zur Selbstheilung, haben aber eine geringe Härte. Dagegen weisen Lacke mit hoher Härte und Beständigkeit eine sehr geringe Fähigkeit zur Selbstheilung auf.

Um dieses Problem zu lösen, modifizierten die Wissenschaftler verschiedene Beschichtungen, die auf ein Testfahrzeug appliziert und dem Sonnenlicht ausgesetzt wurden. Anorganische Beschichtungen erwiesen sich als ungeeignet, da sie einen zu hohen Anteil an Lichtenergie benötigen, um einen photothermischen Effekt zu generieren. Außerdem war die Transparenz mangelhaft.

Lack heilt in 30 Minuten aus

Bei den modifizierten organischen Klarlacken bewirkten die erhöhte Oberflächentemperatur und die thermische Energie des Sonnenlichts eine wiederholte Abkopplung und Rekombination der chemischen Bindungen in der polymeren Struktur und ließen Kratzer auf diese Weise nach 30 Minuten komplett verschwinden. Das Forscherteam implementierte eine dynamische Bindung in Form einer blockierten Harnstoffstruktur in das Lackharz. Dies ermöglichte die Selbstheilungseigenschaften – ohne die Kratzfestigkeit negativ zu beeinträchtigen.

Darüber hinaus haben die organischen Materialien keine Auswirkungen auf die Farbe und das Erscheinungsbild der darunter applizierten Decklacke. Das Team sieht die Ergebnisse als „Plattform- Technologie“, denn es sind vielseitige weitere Anwendungen denkbar – wie bei Smartphones oder in der Baubranche. Zudem spart sie Lösemittelemissionen ein, denn Reparaturlackierungen fallen weniger häufig an. Das Forschungsprojekt wurde durch das Ministerium für Wissenschaft, Information und Kommunikation in Südkorea gefördert.