»Wunder Kunststoff« hat einen Metallcharakter

»Wunder Kunststoff« hat einen Metallcharakter

• Neues Molekül von Forschern der Sandia National Laboratories stoppt ein vorzeitiges Versagen

Albuquerque, Livermore, PTE, 25. August 2023

Mit einem neuen #Molekül von Forschern der Sandia National Laboratories, dessen Zusammensetzung und Herstellungsprozess geheimgehalten wird, lassen sich Kunststoffen metallähnliche Eigenschaften verleihen. Es sorgt dafür, dass die Formänderungen bei Temperaturschwankungen deutlich geringer werden. Das bedeutet eine höhere Haltbarkeit, etwa von #Smartphone Hüllen und Bauteilen in Autos.

Zerstörerische Wärmedehnung

Auf die Idee zur Entwicklung des bahnbrechenden Moleküls kamen die Experten wegen Beschwerden über die Zerbrechlichkeit von Smartphones, die aus verschiedenen Materialien bestehen, die unterschiedlich auf Hitze und Kälte reagieren. Dadurch können Risse entstehen, die die Haltbarkeit beeinträchtigen. »Nehmen Sie zum Beispiel ihr Mobiltelefon, das ein Kunststoffgehäuse und ein gläsernes Display hat. Außerdem befinden sich im Inneren verschiedene #Metalle und Keramiken«, sagt Entwicklungsleiterin Erica Redline.

Alle Bauteile seien miteinander verschraubt, verklebt oder anderweitig verbunden. »Bei Temperaturschwankungen dehnen sie sich unterschiedlich aus beziehungsweise schrumpfen, sodass sie sich gegenseitig belasten, bis sie versagen.« Das Molekül könne die Art und Weise revolutionieren, wie Polymere in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt werden, darunter Elektronik, Kommunikationssysteme, Solarzellen, Automobilteile, Leiterplatten, Luft und Raumfahrtdesigns, Verteidigungssysteme und Bodenbeläge.

Sehr langer Herstellungsprozess

»Das Molekül löst nicht nur aktuelle Probleme, sondern eröffnet auch Design Raum für weitere Innovationen in der Zukunft«, ergänzt Jason Dugger, Chemie Ingenieur bei Sandia. Es trage auch dazu bei, das Gewicht zu reduzieren, weil schwere Füllstoffe überflüssig werden. Oft werden Mineralien wie Kalziumkarbonat, #Kieselsäure, Ton, #Kaolin und Kohlenstoff als Füllstoffe hinzugefügt, um das Polymer leichter formbar zu machen und Stabilität zu verbessern.

Bisher hat die Sache allerdings noch einen Haken. Es dauert aktuell 10 Tage, ehe 7 bis 10 Gramm des neuen Moleküls hergestellt sind. »Es sind leider zahlreiche Schritte nötig, um das Molekül zu synthetisieren«, so Chad Staiger, der organische Chemiker, der für die Herstellung des Moleküls verantwortlich ist. Jetzt arbeitet er daran, die Zahl der Schritte zu verringern, um das Material wirtschaftlich einsetzbar zu machen. Für Spezialfälle ist es das schon jetzt, etwa in der Raumfahrt. Jedes Gramm weniger bedeutet eine Einsparung von etwa 10 Euro.