Nichts hält für die Ewigkeit. Jeder von Menschenhand geschaffene Gegenstand, sei es ein Auto oder ein Brückenpfeiler, hat nur eine begrenzte Lebensdauer und muss, damit er nicht frühzeitig seinen Dienst versagt, regelmäßig inspiziert und bei Bedarf repariert werden – meist durch Austausch beschädigter Teile. Biologische Systeme lösen das Problem eleganter: Sie erkennen innere oder äußere Schäden im Allgemeinen automatisch und beheben sie ohne großen Aufwand durch Selbstheilung. Damit wecken sie den Neid und den Nachahmungstrieb der Werkstoffkundler.

Unsere eigene Forschergruppe ist nur eine von vielen weltweit, die Polymeren, Verbundwerkstoffen und anderen synthetischen Materialien die Fähigkeit verleihen möchten, sich selbst zu reparieren, wenn sie gerissen oder gebrochen sind. Allein mit Material, das sie bereits enthalten, sollen sie ihre ursprüngliche Funktionalität wiederherstellen können. Dieser Ansatz eröffnet ganz neue Möglichkeiten, Produkte und Komponenten sicherer und langlebiger zu gestalten.

Wie läuft die Selbstheilung bei biologischen Systemen ab? An einer verletzten Stelle entzündet sich das Gewebe, und ausgetretenes Blut gerinnt. Dann beginnen die benachbarten Zellen zu wuchern. Dabei erzeugen sie eine Gerüstsubstanz ("Matrix") für die eigentliche Regeneration ("Reparatur"). Zum Schluss wächst durch Umbau dieser Matrix das neue Gewebe nach und füllt die Wunde aus. Der gesamte Vorgang kann sich je nach Schwere der Verletzung über längere Zeiträume hinziehen – von Wochen über Monate bis teilweise sogarJahre.

Die bisher erprobten künstlichen Systeme ahmen diese Ereignisfolge nach, allerdings ...