Das Pentagon und Plastik, das auf Knopfdruck zerfällt

Zerfallendes Plastik. Screenshot von ACS-Video.

US-Wissenschaftler wollen im Auftrag der Darpa ein Polymer für Transportvehikel oder Geräte entwickelt haben, das ohne Spuren zu hinterlassen blitzschnell verschwindet

Militärtechnik war immer daran interessiert, Menschen und Material zu tarnen oder unsichtar zu machen. Viel Geld fließt in Tarnkappen-Techniken, um Schiffe, Panzer oder Flugzeuge für Radarsysteme durch die Form und die Verwendung von radarabsorbierende Materialien schwerer erkennbar zu machen. Wissenschaftler vom Georgia Institute of Technology haben nun im Auftrag des Pentagon erstmals eine Plastikverbindung entwickelt, die sich auf Befehl aus der Ferne selbst zerstört und sich praktisch unsichtbar auflöst, wie dieses Video demonstrieren soll.

Die Darpa, die Forschungsbehörde des Pentagon, wollte ein Material, um Sensoren, Drohnen oder andere Vehikel zu besitzen, die nach ihrem Einsatz verschwinden und keine Spuren hinterlassen. Damit könnte man heimlich etwas in feindliches Gebiet einschleusen, das nicht entdeckt werden kann und das man nicht bergen muss.

Das Icarus-Projekt

Um die Forschung in Gang zu bringen, hatte die Darpa das Programm Inbound, Controlled, Air-Releasable, Unrecoverable Systems (ICARUS) gestartet. Vorbild dafür war Ikarus, der mit Federn und Wachs ausgerüstet zum Fliegen abhob, aber bekanntlich der Sonne zu nahe kam, so dass das Wachs schmolz und er abstürzte. Das wollte man nachahmen, aber mit positiveren Ergebnissen. Die Ausschreibung des ICARUS-Programms suchte nach autonomen Luftfahrzeugen, die eine Last von 1,5 kg mit einer Genauigkeit von 10 Metern liefern kann. Innerhalb weniger Stunden sollte das Flugzeug, das nicht größer als 3 Meter sein sollte, physikalisch verschwinden.

Das Plastik, das die Wissenschaftler nach einer Mitteilung entwickelt haben, soll stabil genug sein, die Zwecke erfüllen zu können. So wurde aus dem Plastik, das auf Polyphthalaldehyd (PPHA) basiert, ein kleines Segelflugzeug und ein Fallschirm für den Abwurf von Lasten gebaut. Gedacht ist, daraus auch Sensoren oder Baumaterialien zu entwickeln. Ob das Polymer in bioabbaubare Bestandteile zerfällt, geht aus der Mitteilung nicht hervor. Das ist dem Militär, sowieso auf Zerstörung und Töten ausgerichtet, auch sonst nicht so wichtig.

Viele Polymere haben eine "Ceiling-Temperatur", die relativ hoch ist und über der der Umwelt liegt, weswegen sie unter normalen Bedingungen stabil sind. Wird die Schwelle überschritten, zerfallen sie in ihre Bestandteile, in die Monomere. Der Zerfall kann bei einer Überschreitung der Ceiling-Temperatur aber lange dauern, da alle Verbindungen nach und nach aufgebrochen werden.

Die Wissenschaftler haben ein Polymer mit einer niedrigen Ceiling-Temperatur verwendet. Damit haben Wissenschaftler schon länger experimentiert, scheiterten aber daran, dass der Zerfallsprozess schon bei Zimmertemperatur begann. Sie haben alle Unreinheiten entfernt, die bei der Produktion entstehen, sagen sie. Überdies fanden sie Aldehyde wie Phthalaldehyd, die zyklische Polymere bilden, dieser Prozess wurde optimiert, um das Polymer zu entwickeln, das unter normalen Umweltbedingungen stabil bleibt, aber sich schnell zersetzen kann. Es muss praktisch nur eine Verbindung aufbrechen, um den Zerfallsprozess auszulösen, der ziemlich schnell geschehen kann. Gestartet werden kann der Zerfallsprozess durch eine Temperaturerhöhung, die von einer äußeren oder im Plastik befindlichen Quelle oder von einem lichtempfindlichen Katalysator ausgehen kann.

Das Plastik, das "in einem Augenblick verschwindet"

"Das ist nicht etwas, was sich langsam über ein Jahr abbaut wie die bioabbaubaren Polymere, die die Konsumenten kennen", sagt Paul Kohl, dessen Team das Plastik entwickelt hat. "Dieses Polymer verschwindet in einem Augenblick, wenn man einen Knopf drückt, um einen internen Mechanismus auszulösen, oder die Sonne scheint auf es." Eingebaut wurde in das Polymer ein photosensitiver Zusatz, der Luft aufnimmt und den Zerfall auslöst. So könnte man beispielsweise in der Nacht etwas, beispielsweise ein Segelflugzeug, in ein Gebiet bringen, das sich dann unter Tageslicht auflöst.

Die Wissenschaftler wollen eine Möglichkeit gefunden haben, den Zerfallsprozess auch bei Tageslicht um einige Stunden verzögern zu können. Man müsste das Gerät also im Dunklen bis zum Einsatz lagern, dann hätte man bis zu drei Stunden unter Tageslicht Zeit, bis es zerfällt. Angeblich wird das Material von anderen Wissenschaftlern bereits in militärische Geräte eingebaut.

Man könnte sich natürlich vorstellen, dass ein solches Plastik, aus dem Plastiktüten, Verpackungen Geräte und auch große Strukturen produziert werden, einen großen Beitrag zur Reduzierung des Mülls liefern könnte. Es würde nicht langsam in der Umwelt oder auf dem Meer verrotten und Mikroplastik bilden, das überall die Natur belastet, sondern sich schnell abbauen. Die Frage ist allerdings, in welche Monomere es zerfällt und wie umweltverträglich diese sind, wenn sie in Massen produziert würden. Offenbar bleiben beim Zerfall antibakterielle Substanzen zurück, die nach Kohl nicht in Lebensmittel gelangen sollten.