merken
PLUS

Rollt und repariert sich selbst

Die Autos der Zukunft brauchen auch modernste Reifen. Dresdner Forscher machen sie zu Sensoren, zu Seegurken und auch zu Doktoren.

Der Reifen von morgen sagt dem Bordcomputer im Auto schon Bescheid, wenn Gefahr droht.
Der Reifen von morgen sagt dem Bordcomputer im Auto schon Bescheid, wenn Gefahr droht. © 123rf/Anna Grigorjeva

Pffffffffff... Dieses Geräusch ist gar nicht gut. Vor allem nicht, wenn es aus Richtung Autoreifen kommt. Wer schon einmal über Glas oder einen Nagel gefahren ist, kennt die Folgen. Im besten Fall lässt sich der Reifen in einer Werkstatt flicken, ansonsten folgt der teure Neukauf. Wie praktisch wäre es da, wenn sich der Autoreifen einfach selbst reparieren würde. Klingt nach Zauberei? Am Dresdner Leibniz-Institut für Polymerforschung (IPF) gibt es Menschen, die genau daran arbeiten. Sie forschen am Reifen der Zukunft. Der verrät sogar, wie es ihm geht.

Neueste Technik macht Autos intelligent: Sie parken schon heute selbst ein und sollen ihre Insassen bald auch ganz ohne deren Zutun zum gewünschten Zielort fahren. Doch all das geht nicht ohne Reifen. „Die müssen also auch intelligenter werden“, sagt Gert Heinrich. Der Dresdner Professor von der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden arbeitet schon seit vielen Jahren am hiesigen Leibniz-Institut für Polymerforschung und gilt deutschlandweit als Experte in Sachen Reifen. Deren Rolle war bisher ganz klar: Sie übertragen den Antriebsmoment des Motors auf die Straße und sorgen durch kurze Bremswege für Sicherheit. „Das reicht in Zukunft aber nicht mehr aus“, sagt Heinrich.

StadtApotheken Dresden
Die StadtApotheken Dresden sind für Sie da
Die StadtApotheken Dresden sind für Sie da

Die StadtApotheken Dresden unterstützen Sie bei einer gesunden Lebensweise und stehen Ihnen sowohl mit präventiven als auch mit therapeutischen Maßnahmen, Arzneimitteln und Gesundheitsprodukten zur Seite.

Der Reifen wird nun zum Sensor. Die Dresdner Forscher haben eine Mischung für die Herstellung des Reifens entwickelt, die genau das möglich macht. Bisherige Sensortechnik muss zusätzlich eingebaut werden, sie besteht aber nicht aus Gummi. Nun wird das Reifenmaterial selbst zum Messgerät. Für die Herstellung werden normalerweise neben dem Hauptbestandteil Kautschuk auch Stahl, Textil, Weichmacher und Chemikalien benutzt. Die IPF-Wissenschaftler setzten der Rezeptur nun geringste Mengen an winzigen Kohlenstoffpartikeln hinzu. Diese sind extrem leitfähig, übertragen also elektrische Signale. Damit kann gemessen werden, wie sich der Reifen während der Fahrt verhält, wie er beispielsweise mit der Oberfläche der Fahrstrecke zurechtkommt. Der Reifen funkt dem Bordcomputer im Auto also zu, wie es ihm geht. „Wir sind weltweit die Ersten, die das können“, sagt Doktorand Eshwaran Subramani Bhagavatheswaran. Doch das ist längst nicht alles.

Der Reifen ist nun auch mit der Seegurke verwandt. Zumindest soll er in Zukunft deren hervorstechendste Eigenschaft imitieren. Ist der Meeresbewohner in Gefahr, wird die Seegurke ganz steif und schützt sich so vor der Bedrohung. Ist die Gefahr gebannt, wird sie wieder beweglich. „Das Prinzip haben wir nun übertragen“, erklärt Tamil Selvan Natarajan.

Dafür verwenden die Forscher Kalziumsulfate als Füllstoff für die Reifenmischung. Die können ihre Struktur verändern und werden filigraner, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommen. Das macht den Kautschuk fester. Wird Wärme zugeführt, wird der Prozess umgekehrt. „Damit werden die Eigenschaften eines Reifens schaltbar“, erklärt der Wissenschaftler. Künftig könnten sie so ganz einfach an die sich verändernden Straßenverhältnisse oder Temperaturen angepasst werden. Ob Winter oder Sommer – das wäre dann egal.

Die Reifen sind nicht nur auf der Straße, sondern auch in der Luft, zumindest kleinste Partikel von ihnen. Das Problem: Durch das Rollen auf der Fahrbahn findet ein Abrieb statt. Was erst einmal wenig klingt, ist in Wahrheit ganz schön viel. Über ein Kilogramm dieses Mikroplastiks sind es pro Kopf und pro Jahr, was da in die Luft gerät. Der Reifen wird zum Umweltproblem. Er muss also belastbarer werden.

Selbstheilende Reifen – dieser Traum wird nun greifbar. Dafür haben die Forscher die Chemie der Zusammensetzung verändert. Zur Verstärkung der Reifen wird schon heute der keramische Baustoff Silika verwendet. „Wir haben diesen Füllstoff modifiziert“, erklärt der Chemiker Aladdin Sallat. Und zwar so, dass im Gummi ein völlig neues Vernetzungssystem seiner Moleküle entsteht. Eigentlich bilden diese lange Ketten. „Werden sie zum Beispiel durch ein Loch im Reifen auseinandergerissen, verbinden sich die Ketten durch unsere Entwicklung nach kurzer Zeit wieder.“ Durch diese Veränderung verschwinden Löcher, wird der Widerstand gegen Risse deutlich erhöht und der Abrieb reduziert. Der Reifen lebt länger.

Diesen Vorteil haben auch die Hersteller erkannt. Mit einem japanischen Unternehmen soll in Kürze ein gemeinsames Industrieprojekt beginnen. Auch die anderen Entwicklungen werden von der Reifenindustrie intensiv verfolgt. Anfang des neuen Jahres werden sie auf einer großen Konferenz umfassend vorgestellt. „Das Institut kooperiert derzeit schon mit sechs Herstellern“, sagt Gert Heinrich. In einigen Jahren könnten die Ideen aus Dresden somit über die Straßen rollen – und dabei kommunizieren und sich selbst reparieren.