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Bio-basierte Netzwerke mit Formgedächtnis und Recyclingfähigkeit
Ein chinesisches Forschungsteam hat ein neuartiges bio-basiertes Polymersystem entwickelt, das nicht nur vollständig recycelbar ist, sondern auch über ein einstellbares Formgedächtnis verfügt. Die dithioacetal-basierten Netzwerke lassen sich mehrfach wiederverwenden – ohne Einbußen bei den mechanischen Eigenschaften.
Das Team um Yanfeng Zhang von der Zhejiang Universität hat sogenannte polydithioacetal-basierte kovalente adaptive Netzwerke (PDTA-CANs) auf Basis nachwachsender Rohstoffe entwickelt. Die Vernetzung erfolgt durch eine lösungsmittelfreie Polyreaktion bei Raumtemperatur zwischen Benzaldehyden pflanzlichen Ursprungs und Tetra-Thiol-Monomeren. Der Schlüssel zum Materialkonzept liegt in der reversiblen Dithioacetal-Bindung, deren Austauschreaktion unter milden Bedingungen abläuft.
Die Polymere zeigen nicht nur eine bemerkenswerte Rezyklierbarkeit, darunter mechanisches Reprocessing, chemisches Recycling und Rückführung zu Monomeren, sondern auch selbstheilende Eigenschaften. Dabei bleibt die mechanische Performance erhalten – selbst nach mehrfacher Wiederverwendung. Das macht PDTA-Materialien attraktiv für langlebige Anwendungen mit hoher Nachhaltigkeitsanforderung.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen dasFARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 10.09.2025 in Essen.
Formgedächtnis mit einstellbarer Aktivierungstemperatur
Ein weiteres zentrales Merkmal ist die Formgedächtnisfähigkeit der Materialien: Durch Anpassung der Vernetzungsdichte lässt sich die Aktivierungstemperatur gezielt steuern – bis hin zur Auslösung bei Körpertemperatur. In einem Demonstratorversuch wurde ein Schrumpf-Stent aus PDTA in einem Blutgefäß platziert, wo er sich bei 37 °C selbständig entfaltete und mechanische Unterstützung bot.
Das zeigt das Potenzial dieser neuartigen Werkstoffe im Bereich biomedizinischer Implantate und funktioneller Beschichtungssysteme. Ihre Hydrolysebeständigkeit, Biokompatibilität und flexible Verarbeitung machen sie zu einem vielversprechenden Kandidaten für zukünftige Anwendungen, bei denen Nachhaltigkeit und Funktionalität vereint werden sollen.
Quelle: Polymer Chemistry, Issue 13, 2025, DOI: 10.1039/d4py01915h
