Die zweite Strategie der Forscher vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) für eine intelligente Freisetzung von Wirkstoffen geht von der Zinkschicht aus. Aus dieser Schicht kann nichts freigesetzt werden, es sei denn, sie korrodiert. Damit ist die Zinkschicht die „erste Wahl“ für besonders reaktive und empfindliche Substanzen, die sicher gespeichert werden sollen.
Ein Partikel als Schwamm
Das Konzept der Werkstoffforscher: Sie „bauen“ mikroporöse Siliziumoxid-Partikel, die vom Zink nicht reduziert werden, in die Zinkschicht ein. Die Partikel lassen sich wie ein Schwamm mit verschiedenen Wirkstoffen beladen.
Nach Synthese und Beladung der Partikel muss der Inhalt sicher verkapselt werden. Dafür fand Dr. Michael Rohwerder ein ganz einfaches und doch perfektes Mittel: eine kurze Spülung der beladenen Partikel in einer Wasserglas-Lösung. Ein Prozess, der nur wenige Sekunden dauert, sodass die Wirkstoffe nicht ausgewaschen werden.
Wasserglas verschließt die Poren
Wasserglas bildet eine Siliziumoxid-ähnliche Schicht um die Partikel und verschließt die Poren. Da Siliziumoxid im alkalischen Milieu der Stahloberfläche instabil ist, zerfällt es dort im Defekt und setzt die Selbstheilungsprozesse in Gang. Da der Einbau in die Zinkschicht unter sauren pH-Werten erfolgt, bleibt Siliziumdioxid hier stabil.
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Der Einbau der Siliziumdioxid-Partikel in die Zinkschicht war für die Forscher lange Zeit das größte Hindernis bei diesem Projekt. Erst die Modifikation der Siliziumpartikel mit Thiol-Gruppen, die mit dem Zink starke Bindungen eingehen, stellt einen Durchbruch dar für diese Strategie.
Die Forscher sind davon überzeugt, dass das interessante Konzept „Korrosionsschutz durch Selbstheilungsprozesse“ den Sprung aus der Grundlagenforschung in die praktische Anwendung schaffen kann.
Dr. Barbara Kruse / Rubin – das Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität Bochum
Stand: 27.01.2012
