Abo
  • Services:

Smart Material

Aus fest wird weich und umgekehrt

Ein Forscherteam aus Deutschland und China hat ein Material entwickelt, das unter der Einwirkung einer elektrischen Spannung seine mechanischen Eigenschaften ändert: Es kann entweder weich und formbar sein oder hart. Diese Änderungen sind umkehrbar.

Artikel veröffentlicht am ,
Das neue Material unter dem Rasterelektronenmikroskop
Das neue Material unter dem Rasterelektronenmikroskop (Bild: TU Harburg)

Wissenschaftler aus Deutschland und China haben ein Nanomaterial entwickelt, das seine Festigkeit ändern kann: Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung wird es formbar oder fest.

Ausgangsmaterial Gold

Stellenmarkt
  1. Bosch Gruppe, Reutlingen
  2. SWM Services GmbH, München

Basis des neuen Materials, das Jörg Weißmüller von der Technischen Universität in Hamburg-Harburg und Hai-Jun Jin von der Universität Shenyang in der nordostchinesischen Provinz Liaoning entwickelt haben, ist ein Edelmetall, in diesem Fall Gold.

  • Ein Nanomaterial aus Gold kann seine Festigkeit durch elektrische Spannung verändern. (Foto: TU Harburg)
  • Das Nanomaterial unter dem Rasterelektronenmikroskop (Foto: TU Harburg)
Ein Nanomaterial aus Gold kann seine Festigkeit durch elektrische Spannung verändern. (Foto: TU Harburg)

Ein Stück des Metalls wird in eine säurehaltige Lösung gegeben. Die Säure ätzt winzige Gänge und Löcher in das Metall, die ein ganzes Netz von Porenkanälen bilden. Die Poren werden mit einer leitfähigen Flüssigkeit gefüllt, etwa einer Kochsalzlösung oder einer verdünnte Säure. So entsteht ein Hybridmaterial aus Metall und Flüssigkeit.

Elektronen werden eingebaut

Wird Spannung an das Hybridmaterial angelegt, gelangen Elektronen in das Gold und werden darin eingebaut. Dadurch werden die atomaren Bindungen in der Oberfläche des Metalls modifiziert, wodurch sich die mechanischen Eigenschaften des Metalls ändern.

Zwei Zustände kann das Material annehmen: In dem einen kann es verformt werden. Wird eine höhere Spannung angelegt, wird das Material so fest. Traditionell nimmt ein Material nur einen Zustand ein: Es ist formbar und deshalb weich, oder es ist fest, aber damit auch spröde. "Wir haben zum ersten Mal ein Material erzeugt, das beim Gebrauch zwischen den mechanischen Eigenschaften fest und spröde sowie weich und formbar hin- und herschalten kann", sagt Weißmüller.

Fortschritt bei Entwicklung intelligenter Materialien

Derzeit stecken die Wissenschaftler noch in der Grundlagenforschung, sagt der Forscher. Er glaubt aber, dass ihre Entdeckung, die sie im US-Wissenschaftsmagazin Science beschrieben haben, die Entwicklung sogenannter intelligenter Materialien weiterbringen wird. Mit Hilfe dieser Technik könnten in Zukunft beispielsweise Bleche erzeugt werden, deren Risse sich von selbst schließen.

Bis dahin ist es allerdings noch ein weiter Weg. So können derzeit nur Edelmetalle eingesetzt werden. Der Einsatz von Gold und anderen Edelmetallen treibt jedoch die Kosten nach oben. Die Wissenschaftler um Weißmüller wollen deshalb als Nächstes ein solches intelligentes Material auf der Basis von günstigeren Metallen wie Kupfer oder Nickel entwickeln.



Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. 34,99€

blaub4r 06. Jun 2011

Die Meldung ist doch Alt, so was hat Batman schon im letzten Film gehabt. Schreib ihn...

Martin F. 06. Jun 2011

Damals ging es um ein Gel, das bei Anlegen einer Spannung hart wird (oder evtl. auch...


Folgen Sie uns
       


Analyse zum Apple-Event - Golem.de live

Die Golem.de-Redakteure Tobias Költzsch und Michael Wieczorek besprechen die drei neuen iPhones und die Neuerungen bei der Apple Watch 4.

Analyse zum Apple-Event - Golem.de live Video aufrufen
Amazon Alexa: Echo Sub verhilft Echo-Lautsprechern zu mehr Bass
Amazon Alexa
Echo Sub verhilft Echo-Lautsprechern zu mehr Bass

Amazon hat einen Subwoofer speziell für Echo-Lautsprecher vorgestellt. Damit sollen die eher bassarmen Lautsprecher mit einem ordentlichen Tiefbass ausgestattet werden. Zudem öffnet Amazon seine Multiroom-Musikfunktion für Alexa-Lautsprecher anderer Hersteller.

  1. Beosound 2 Bang & Olufsen bringt smarten Lautsprecher für 2.000 Euro
  2. Google und Amazon Markt für smarte Lautsprecher wächst weiter stark
  3. Alexa-Soundbars im Test Sonos' Beam und Polks Command Bar sind die Klangreferenz

Oldtimer-Rakete: Ein Satellit noch - dann ist Schluss
Oldtimer-Rakete
Ein Satellit noch - dann ist Schluss

Ursprünglich sollte sie Atombomben auf Moskau schießen, dann kam sie in die Raumfahrt. Die Delta-II-Rakete hat am Samstag ihren letzten Flug.
Von Frank Wunderlich-Pfeiffer

  1. Stratolaunch Riesenflugzeug bekommt eigene Raketen
  2. Chang'e 4 China stellt neuen Mondrover vor
  3. Raumfahrt Cubesats sollen unhackbar werden

iOS 12 im Test: Auch Apple will es Nutzern leichter machen
iOS 12 im Test
Auch Apple will es Nutzern leichter machen

Apple setzt mit iOS 12 weniger auf aufsehenerregende Funktionen als auf viele kleine Verbesserungen für den Alltag. Das erinnert an Google und Android 9, was nicht zwingend schlecht ist.
Ein Test von Tobias Költzsch

  1. Apple iOS 12.1 verrät neues iPad Pro
  2. Apple Siri-Kurzbefehle-App für iOS 12 verfügbar

    •  /