Zelfherstellend plastic

Foto: Sam Rentmeester

Foto: Sam Rentmeester

Polymeren die vanzelf weer herstellen nadat een scheurtje is ontstaan. Daaraan werkt Sybrand van de Zwaag (L&R). Met collega’s ontwikkelt hij self-healing plastic, dat bijvoorbeeld krassen in autolak moet kunnen herstellen.

Wie met een vinger door haargel gaat, ziet een opening ontstaan in de smurrie. Daarna wordt het weer een geheel. Op ongeveer dezelfde manier moeten zelfherstellende polymeren gaan werken.

Onderzoekers in Delft ontwikkelen een methode om polymeren op moleculair niveau te beïnvloeden. “Stel dat een scheur ontstaat, dan gaat deze weer dicht doordat beide helften samengaan na een klein beetje druk of een wat hogere temperatuur. Dit gebeurt dankzij reversibele moleculaire bindingen. Als de bindingen weer gevormd zijn, heeft het materiaal weer dezelfde condities als voorheen”, zegt Sybrand van der Zwaag, hoogleraar aan de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek, directeur van het Dutch Polymer Institute en het Delft Centre for Materials.

Een mogelijke toepassing ligt in de auto-industrie. Bijvoorbeeld wanneer een coating van het zelfherstellende materiaal op een wagen is aangebracht. Nadat kras- of scheurvorming optreedt, moet het tot vijftig of zestig graden worden verwarmd. Dat kan door een föhn te gebruiken of een klein, elektronisch verwarmingsmechanisme in te bouwen. “Maar autolak wordt bij blootstelling aan voldoende zonlicht van zichzelf ook al zo warm. De coating smelt niet, maar de scheur sluit zich wel.”

De onderzoekers werken er vooral aan om een materiaal te maken dat de juiste mechanische eigenschappen heeft. “Het moet niet alleen herstellen en op dat moment gelachtig zijn. Want daar kun je in wezen niet mee bouwen. Dus moet het tegelijkertijd ook stijf en stevig zijn.”

Van der Zwaag laat een filmpje zien van een promovenda en een gescheurd stuk polymeer. Ze drukt de twee helften samen en binnen een minuut wordt het weer een geheel. Daarna probeert ze het uit elkaar te trekken, maar dat lukt niet. Het is een mijlpaal in het onderzoek naar zelfherstellende polymeren. De methode kan een scheur meerdere keren herstellen op dezelfde plek. “Maar we zijn er nog niet. We maken nu zelfherstellende polymeren op kleine schaal. We willen ze ook op grotere schaal produceren en de stukken bovendien veel groter maken.” Het Delftse onderzoek is onderdeel van een landelijk programma waarin ook gewerkt wordt aan self-healing beton, metalen en composieten.

Blijf op de hoogte van het onderzoek

Ontvang de Delft Integraal nieuwsbrief 4 keer per jaar