Nanotechnologie: Ultraleichtes Material nach dem Vorbild des Eiffelturms

Viel Luft und dennoch stabil: US-Wissenschaftler haben ein Ultraleichtmaterial entwickelt, das aus einer Gitterstruktur aus Nanoröhrchen besteht. Es könnte als Isolierung eingesetzt werden oder um Stöße abzufangen.

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Gitterstruktur wie beim Eiffelturm: Ultraleichtmaterial aus Metallnanoröhrchen
Gitterstruktur wie beim Eiffelturm: Ultraleichtmaterial aus Metallnanoröhrchen (Bild: HRL Laboratories)

US-Wissenschaftler haben ein ultraleichtes Material entwickelt. Es besteht aus einem Gerüst aus Metallnanoröhrchen. Das Material wiegt weniger als 10 Milligramm pro Kubikzentimeter, wobei die Luft im Inneren nicht mitgerechnet wird.

 
Video: Ultraleichtmaterial aus Metallnanoröhrchen

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Grund für das geringe Gewicht ist, dass das Material zu 99,99 Prozent aus Luft besteht. Der Rest ist Metall, genauer gesagt ein Gitter aus dünnen Röhrchen, die regelmäßig angeordnet sind, etwa wie ein Fachwerk. Darin unterscheidet es sich von den meisten anderen Ultraleichtmaterialien. Bei diesen handelt es sich meist um Schäume, normalerweise aus Metall, die eine unregelmäßige Struktur haben.

Wandstärke von 100 Nanometern

Der Fertigungsprozess wurde von Alan Jacobsen entwickelt, einem Wissenschaftler vom US-Unternehmen HRL Laboratories. Sein Kollege Tobias Schaedler hat zusammen mit Forschern vom California Institute of Technology und der Universität des US-Bundesstaates Kalifornien in Irvine das Ultraleichtmaterial entwickelt. Dieses bestehe aus einem Gitterwerk aus Röhrchen mit einer Wandstärke von 100 Nanometern, sagte er.

Das Prinzip sei von Bauwerken wie dem Eiffelturm oder der Golden Gate Bridge übernommen, die für ihre Größe sehr leicht und dennoch stabil seien, sagte Bill Carter von HRL. Sie hätten dieses Konzept auf die Materialentwicklung übertragen und würden es nun im Mikro- und im Nanobereich umsetzen.

Sehr elastisch

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Das Material ist zudem sehr elastisch: Die Wissenschaftler komprimierten es auf etwa 50 Prozent seiner Dicke. Wurde der Druck auf das Material weggenommen, dehnte es sich wieder bis zu 98 Prozent seiner ursprünglichen Dicke aus.

Das Material könne als thermische oder akustische Isolierung sowie zum Dämpfen eines Aufpralls eingesetzt werden, schreiben die Wissenschaftler im Fachmagazin Science.

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