Forscher haben eine transparente Polyurethan-Beschichtung entwickelt, die Kratzer bei Erwärmung heilt und gleichzeitig Bakterien abtötet. Damit adressieren sie langjährige Herausforderungen bei Schutzoberflächenmaterialien. Die Beschichtung behält eine hohe Klarheit, die mit blankem Glas vergleichbar ist, und bewahrt ihre Eigenschaften nach Meerwasser-Immersion und Recycling. Dies deutet auf praktische Anwendungen für Geräte hin, die täglichem Verschleiß und mikrobieller Kontamination ausgesetzt sind.
Polyurethan-Beschichtungen werden häufig auf Autos, Schiffen, Elektronik und öffentlichen Oberflächen eingesetzt, verschlechtern sich jedoch typischerweise durch Kratzer, Verschmutzung und Bakterienanhaftung, was die Transparenz trübt und das Material schwächt. Bisherige selbstheilende Filme beruhten oft auf Einweg-Mikrokapseln oder opferten Transparenz oder antibakterielle Fähigkeit. Die neue Beschichtung, detailliert in einer Studie, die am 11. Oktober 2025 im Chinese Journal of Polymer Science veröffentlicht wurde, überwindet diese Einschränkungen durch die Einbindung dynamischer Selenoniumsalze in das Polymernetzwerk.
Ein Forschungsteam der Jiangsu University of Technology, der Soochow University und der Universität Gent entwickelte das Material mittels einer One-Pot-Synthese und einer thermischen Aushärtungsstrategie. Dieser Ansatz verleiht der Beschichtung eine vitrimer-ähnliche Wiederaufarbeitbarkeit, sodass Polymerketten sich unter Hitze neu anordnen können, während sie bei Raumtemperatur robust bleiben. Bei Kratzern heilt die Beschichtung sichtbar innerhalb einer Stunde bei 140°C, und mit leichtem Druck verkürzt sich die Erholungszeit auf etwa 20 Minuten. Selbst nach mehreren Schneide- und Umformungszyklen behalten die Filme ihre chemische Struktur und mechanischen Eigenschaften.
Antibakterielle Tests zeigten, dass selenoniumhaltige Proben das Wachstum von E. coli und S. aureus Bakterien dramatisch hemmten, wobei hochbeladene Formulierungen Kolonien nahezu eliminierten. Rasterelektronenmikroskopie-Aufnahmen zeigten gerissene Bakterienmembranen, was auf einen Kontakt-Abtötungsmechanismus hindeutet, der nicht auf auslaugenden Chemikalien beruht. Optische Messungen bestätigten eine Lichtdurchlässigkeit von 90–91 %, vergleichbar mit blankem Glas, und die Beschichtung blieb klar nach zweiwöchiger simulierter Meerwasser-Immersion mit minimaler Quellung. Das Material erreichte eine Bleistifthärte von 1H und Haftungsbewertungen von 4B–5B, was Standards für Schutzbeschichtungen auf Geräten und Marinescheiben erfüllt.
Die Technologie könnte Handybildschirme, Touchpanels, Unterwasserlinsen, öffentliche Einrichtungen, medizinische Geräte und Schiffsequipment nutzen, wo Kratzer und mikrobielle Kontamination tägliche Herausforderungen darstellen. Ihre hohe Klarheit bedeutet, dass sie optische Komponenten beschichten kann ohne Bildverlust, während ihre Recyclingfähigkeit kreislauforientiertes Materialdesign unterstützt. Mit weiterer Hochskalierung, Langzeit-Witterungstests und Flexibilitätsanpassung könnte die Beschichtung helfen, Wartungskosten und Biofouling in marinen oder Gesundheitsumgebungen zu reduzieren.
Die Arbeit öffnet die Tür zu Beschichtungen der nächsten Generation, die während ihrer gesamten Lebensdauer sauber, klar und reparierbar bleiben, was möglicherweise die Produktlebensdauer verlängert und Abfall in mehreren Industrien reduziert. Die Forschung wurde finanziell von mehreren Organisationen unterstützt, darunter die National Natural Science Foundation of China und der Europäische Forschungsrat im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union.
