Öngyógyító fémfelületek

Szerkezeti anyagoknál, például fémeknél más a helyzet. Amennyiben a felületet védő galvanizált réteg megsérül, a fémet azonnal megtámadja a korrózió. Mérnökök azon dolgoznak, hogy ezeket az anyagokat is ellássák öngyógyító képességekkel. A galvanizált rétegbe ezért apró folyadéktöltésű gömböket visznek fel. Amennyiben a felület megsérül, a gömbök felszakadnak és a bennük található folyadék szétterül a felületen és kijavítja a keletkezett karcolásokat. Az eddigi kísérletek a gömbök méretei miatt mondtak csődöt: a nagyjából 20 mikrométeres galvanikus rétegbe 10-15 mikrométer nagyságú gömböket ágyaztak be, így azonban megváltoztak a réteg mechanikai tulajdonságai.

A stuttgarti Fraunhofer Intézetben kidolgoztak egy eljárást nanoméretű kapszulákat tartalmazó galvanizált rétegek létrehozására. A projektet a Volkswagen Alapítvány támogatja. A folyadéktöltésű gömbök átmérője nagyjából 100 nanométer, így egy nagyságrenddel kisebbek, mint a korábbi kísérletekben. A legnagyobb kihívást az jelenti, hogy a gyártás során ne sérüljenek az apró kapszulák. Minél kisebbek ugyanis ezek a gömbök, annál vékonyabb és érzékenyebb a burkolatuk is. A galvanizáláshoz használt agresszív elektrolitok könnyen tönkretehetik az apró kapszulákat. A kutatóknak emiatt a gömbök burkolatának anyagát és az elektrolit oldatot kell egymásra hangolniuk.

Az öngyógyító eljárást más területen is fel lehet használni. Például a gördülőcsapágyak egy része galvanizált felülettel rendelkezik. Ebbe a felületbe be lehet ágyazni a kenőanyag tartalmú nanoméretű gömböket. Amennyiben a csapágy kenése megszűnik, a megnövekedett súrlódás hatására felszakadó kapszulákból kenőanyag kerül a csapágyba. Így csökkenteni lehet annak a veszélyét, hogy a csapágy besüljön.
A kutatóknak már sikerült az eljárással több centiméter felületű réz, nikkel és cinkrétegeket létrehozniuk.