Formgedächtnispolymer

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Formgedächtnispolymere (FGP) sind Kunststoffe, die einen Formgedächtniseffekt (englisch shape-memory effect) – ähnlich wie Formgedächtnislegierungen aufweisen – also sich an ihre frühere äußere Form trotz einer zwischenzeitlichen starken Umformung scheinbar „erinnern“ können. Die ersten Formgedächtnispolymere bestanden aus zwei Komponenten. Die erste war ein elastisches Polymer, eine Art „Federelement“, die zweite ein aushärtendes Wachs, das das „Federelement“ in jeder gewünschten Form arretieren kann. Erwärmt man das Formgedächtnispolymer, so wird das Wachs weich und kann der Kraft des Federelements nicht mehr entgegenwirken. Das Formgedächtnispolymer nimmt wieder seine ursprüngliche Form an. Dieses Verhalten wird analog zur Terminologie der Formgedächtnislegierungen Einweg-Memory-Effekt genannt. Ein Beispiel ist Memory Foam.

Stimuli[Bearbeiten]

Der im obigen Beispiel verwendete Stimulus zur Auslösung des Formgedächtniseffekts ist die Temperatur. Eine Liste der Stimuli, die eine Rückstellung induzieren können:

  1. Der zumeist verwendete Stimulus ist eine Erwärmung des FGPs über eine bestimmte Schalttemperatur. Diese kann durch die Glasübergangstemperatur oder die Schmelztemperatur des Polymers gegeben sein.
  2. Auf optischem Weg können etwa Butylacrylate, die an ihren Seitenketten über Zimtsäure-Gruppen unter UV-Licht einer bestimmten Wellenlänge vernetzen, eine Form fixieren. Wird die Bindung bei Bestrahlung mit einer anderen Wellenlänge gelöst, kommt es zur Rückstellung und damit zum Formgedächtniseffekt.
  3. Mittlerweile gibt es auch Formgedächtnispolymere, die sich über magnetische Stimuli zurückstellen lassen.

Verwendung[Bearbeiten]

Formgedächtnispolymere sind Gegenstand intensiver Forschung. Ihr kommerzieller Einsatz wird wahrscheinlich zuerst in der Medizintechnik erfolgen, wo metallische Formgedächtniswerkstoffe auch schon heute eine Rolle spielen, aber auch biologische Nebenwirkungen zeigen können. Es gibt bereits erste Firmen, die solche Werkstoffe anbieten.

Literatur[Bearbeiten]

  •  Andreas Lendlein, Hongyan Jiang, Oliver Jünger, Robert Langer: Light-induced shape-memory polymers. In: Nature. 434, Nr. 7035, 2005, S. 879–882, doi:10.1038/nature03496.