Formgedächtnis-Polymer

Formgedächtnis-Polymere (FGP) sind Kunststoffe, die einen Shape Memory-Effekt aufweisen, also sich an ihre frühere äußere Form trotz einer zwischenzeitlichen starken Umformung scheinbar „erinnern“ können. Die ersten Formgedächtnis-Polymere 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 Formgedächtnis-Polymer, so wird das Wachs weich und kann der Kraft des Federelements nicht mehr entgegenwirken. Das Formgedächtnis-Polymer nimmt wieder seine ursprüngliche Form an.

Effekte

1. Ebenso wie bei den Formgedächtnis-Legierungen gibt es Polymere, die ihre ursprüngliche Form bei einer Erwärmung wieder einnehmen. Dieses Verhalten wird Einweg-Memory-Effekt genannt. Ein Beispiel ist Memory Foam.
2. Inzwischen ist auch ein umkehrbarer Formgedächtniseffekt an Polymeren beobachtet worden, der nicht thermisch sondern optisch gesteuert wird. Dabei handelt es sich um Butylacrylate, die an ihren Seitenketten über Zimtsäure-Gruppen unter UV-Licht einer bestimmten Wellenlänge vernetzen und die Bindung bei Bestrahlung mit einer anderen Wellenlänge wieder lösen. Bestrahlt man ein Bauteil einseitig, so führt die Vernetzung zu einer Formänderung.
3. Mittlerweile gibt es auch magnetisch gesteuerte Formgedächtnis-Polymere.

Verwendung

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

Literatur

Lendlein, A. et al.: Light-induced shape-memory polymers, Nature 434 (2005), S. 879 ff.