Schillerndes Perlmutt aus der Retorte

Cambridge (Großbritannien) - Knöpfe, Eierlöffel, Designerlampen: Aus Muschelschalen gewonnenes Perlmutt ist ein schillernder, stabiler und begehrter Werkstoff. Nun gelang es erstmals britischen Materialforschern, diese feinschichtig aufgebaute Substanz im Labor künstlich herzustellen. Mit ihrem Verfahren lassen sich damit aus günstigen Rohstoffen selbst große Perlmutt-Flächen herstellen, wodurch neuartige Beschichtungen bespielsweise von Schiffsrümpfen möglich werden. Details über die Herstellung verraten die Forscher in der Fachzeitschrift „Nature Communications“.

„Perlmutt ist ein bemerkenswertes Material, da es aus Kalziumkarbonat besteht, das selbst nur sehr schlechte mechanische Eigenschaften aufweist“, sagt Ullrich Steiner vom Cavendish Laboratory der University of Cambridge. Manche Muscheln und Meeresschnecken beherrschen seit jeher die Kunst, aus Karbonat dennoch das stabile Perlmutt aufzubauen. Das Verfahren der britischen Forscher imitiert nun das bisher unerreichte Vorbild aus der Natur Stück für Stück.

„Drei Arbeitsschritte sind notwendig“, erklärt Steiner. Erst musste Kalziumkarbonat in einer flüssigen Lösung aus organischen Komponenten so vorliegen, dass es nicht spontan auskristallisierte. Danach konnte die Flüssigkeit hauchdünn auf eine Glasoberfläche aufgetragen werden. Bevor eine weitere Schicht folgen konnte, fügten die Forscher eine Polymerschicht hinzu, die winzige, Millionstel Millimeter kleine Poren aufweist. Unterstützt von einem Roboter wiederholten sie diesen Schichtwechsel bis zu 30 Mal. So entstand das vielschichtige, kristalline Kunstprodukt, das teils sogar bessere Eigenschaften zeigte als natürliches Perlmutt.

Belastungstest belegten, dass das künstliche Perlmutt widerstandsfähiger gegen mechanische Belastungen war als Muschelschalen. Dennoch blieben die optischen Eigenschaften mit der schillernden Lichtdurchlässigkeit erhalten. So kann in Zukunft auch künstliches Perlmutt für Knöpfe und Möbelintarsien genutzt werden. Interessanter ist jedoch die Anwendung für großflächige, stabile und günstige Beschichtungen. Da Perlmutt zudem korrisionsbeständig, leicht und umweltfreundlich ist, könnten beispielsweise Schiffsrümpfe mit diesem Material behandelt werden. Steiner ist überzeugt: „Da der Fertigungsprozess sehr einfach ist und von Robotern unterstützt werden kann, lässt er sich leicht automatisieren.“