Dresdner Forschern ist es gelungen, ein neuartiges Gummi herzustellen, das bei Rissen und Löchern von selbst wieder zusammenwächst. Damit könnten platte Reifen bald der Vergangenheit angehören.
Noch in den Siebzigerjahren waren Autofahrer, die auf dem Seitenstreifen mit dem Wagenheber hantieren, ein alltägliches Anblick im Straßenverkehr. Schon beim heutigen Stand der Technik sind platte Reifen – in unseren Breitengraden bei normaler Beanspruchung – eher eine Seltenheit geworden. Die durchschnittlichen Reifen sind viel widerstandsfähiger geworden, die neusten Modelle zudem mit intelligenten Sensoren ausgestattet, die vorwarnen, bevor der Materialverschleiß einen kritischen Punkt erreicht. Doch was den Dresdner Forschern jetzt geglückt ist, ist eine echte Sensation, die wie ein Tsunami durch die Presse jagte, vom kleinsten Autohausmagazin bis zu den Automobilexperten der Süddeutschen Zeitung: ein Reifen, der sich selbst flickt? Wie soll das gehen?
Evolution des Gummireifens
Das Rezept zur Herstellung von Reifengummi ist seit über hundert Jahren im Wesentlichen das gleiche geblieben, seit es 1839 von Charles Goodyear entdeckt wurde. Dieser entwickelte das Verfahren der Vulkanisierung, bei dem die Moleküle des Kautschuks mithilfe von Schwefel und Hitze kreuzweise miteinander verbunden werden. Durch die Vulkanisierung bekommt der Kautschuk Eigenschaften, die in der Natur so nicht vorkommen: Er wird extrem reißfest und dehnbar zugleich. Der Nachteil ist, dass er bei Rissen und Löchern nicht leicht repariert werden kann, denn die schadhafte Stelle muss erneut vulkanisiert werden, damit sich die Moleküle neu verbinden.
Die Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Polymerforschung in Dresden haben sich den Prozess der Vulkanisierung genauer angeschaut und das Verfahren, so scheint es, revolutioniert. Sie verwendeten gewöhnlichen Butylkautschuk, eine in der Industrie gebräuchlichen, synthetisch hergestellten Kautschuk. Diesen reicherten sie mit Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen an. Ihr angereichertes Gummi beruht somit nicht länger auf molekularen Kreuzverbindungen, sondern auf Ionenverbindungen, die sich schneller neu bilden können, indem sich ein positiv geladenes Ion in die Nähe eines Negativen setzt. Dadurch hat das Material die erstaunliche Eigenschaft, Risse und Löcher selbstständig wieder neu zu verknüpfen und zu schließen.
Der Traum vom unzerstörbaren Autoreifen
Das neue Gummi kommt bei der "Selbstheilung" ganz ohne erneute Vulkanisierung aus. Allerdings geht der Prozess mit der Unterstützung von Wärme noch schneller. So fanden die Forscher in Testläufen heraus, dass eine Erhitzung auf 100 Grad – besonders in den ersten 10 Minuten – die Heilung extrem beschleunigt. Doch auch bei normaler Raumtemperatur geht das Gummi neue Verbindungen ein und repariert die schadhaften Stellen von selbst: Nach 8 Tagen ist das Material vollständig regeneriert und danach sogar noch stabiler als zuvor. Das neue Gummi hält einem Druck stand, der 9 Mal höher ist als der von platzenden Reifen.
Und auch andere Eigenschaften des Kautschuks haben die Forscher ganz nebenbei deutlich verbessert. Die neue Mischung ist noch dehnbarer und elastischer und sieht zudem besser aus. Zusammen mit den Ergebnissen ihrer Studie haben die Forscher ein Video veröffentlicht (in Englisch), auf dem man sich von diesen erstaunlichen Qualitäten selbst überzeugen kann. Für die Reifenherstellung könnte es der Durchbruch zu einem alten Traum sein: der Reifen, der niemals kaputt geht. Bis das neue Wundermaterial aus den Labors der Wissenschaftler in den Fabriken und schließlich auf der Straße gelandet ist, werden aber wohl noch einige Jahre ins Land ziehen.
