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Korrosionsschutz durch Selbstheilungsprozesse

Von der Grundlagenforschung zur praktischen Anwendung

Die zweite Strategie der Forscher vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) für eine intelligente Freisetzung von Wirkstoffen geht von der Zinkschicht aus. Aus dieser Schicht kann nichts freigesetzt werden, es sei denn, sie korrodiert. Damit ist die Zinkschicht die „erste Wahl“ für besonders reaktive und empfindliche Substanzen, die sicher gespeichert werden sollen.

Eine einfache und doch perfektes Lösung: Wirkstoffe sicher verkapseln – Wasserglas verschließt die Poren mikroporöser Siliziumoxid-Partikel. © Rubin

Ein Partikel als Schwamm

Das Konzept der Werkstoffforscher: Sie „bauen“ mikroporöse Siliziumoxid-Partikel, die vom Zink nicht reduziert werden, in die Zinkschicht ein. Die Partikel lassen sich wie ein Schwamm mit verschiedenen Wirkstoffen beladen.

Nach Synthese und Beladung der Partikel muss der Inhalt sicher verkapselt werden. Dafür fand Dr. Michael Rohwerder ein ganz einfaches und doch perfektes Mittel: eine kurze Spülung der beladenen Partikel in einer Wasserglas-Lösung. Ein Prozess, der nur wenige Sekunden dauert, sodass die Wirkstoffe nicht ausgewaschen werden.

Wasserglas verschließt die Poren

Wasserglas bildet eine Siliziumoxid-ähnliche Schicht um die Partikel und verschließt die Poren. Da Siliziumoxid im alkalischen Milieu der Stahloberfläche instabil ist, zerfällt es dort im Defekt und setzt die Selbstheilungsprozesse in Gang. Da der Einbau in die Zinkschicht unter sauren pH-Werten erfolgt, bleibt Siliziumdioxid hier stabil.

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Der Einbau der Siliziumdioxid-Partikel in die Zinkschicht war für die Forscher lange Zeit das größte Hindernis bei diesem Projekt. Erst die Modifikation der Siliziumpartikel mit Thiol-Gruppen, die mit dem Zink starke Bindungen eingehen, stellt einen Durchbruch dar für diese Strategie.

Die Forscher sind davon überzeugt, dass das interessante Konzept „Korrosionsschutz durch Selbstheilungsprozesse“ den Sprung aus der Grundlagenforschung in die praktische Anwendung schaffen kann.

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Dr. Barbara Kruse / Rubin – das Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität Bochum
Stand: 27.01.2012

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Wie eine lebende Haut
Neue Korrosionsschutzschichten sollen Defekte selbstständig heilen

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Wirkstoffe dürfen nur bei Bedarf freigesetzt werden

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Neue Konzepte für besseren Korrosionsschutz

Korrosionsschutz durch Selbstheilungsprozesse
Von der Grundlagenforschung zur praktischen Anwendung

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