Materialforschung: Neues Material trägt 160.000-Faches des Eigengewichts

Eine Art Eiffelturm im Mikromaßstab haben US-Forscher entwickelt: Sie bringen Kunststoff, Keramik oder Metall in eine Gitterstruktur und erhalten so ein leichtes und dennoch festes Material.

Artikel veröffentlicht am ,
Objekt mit Nanogitterstruktur: Polymer, Keramik oder Metall
Objekt mit Nanogitterstruktur: Polymer, Keramik oder Metall (Bild: MIT/LLNL)

Leicht und trotzdem stabil - Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) haben eine Gitterstruktur in sehr kleinem Maßstab entwickelt, die ein Material ermöglicht, das ein Vielfaches seines eigenen Gewichts tragen kann.

Stellenmarkt
  1. Qualitäts- und Prozessmanager (m/w/d)
    Anstalt für Kommunale Datenverarbeitung in Bayern (AKDB), verschiedene Standorte
  2. Systemadministrator/IT Operations Engineer (w/m/d) Robotics Process Automation
    ING Deutschland, Nürnberg, Frankfurt am Main
Detailsuche

Die Idee der Forscher war, eine Struktur, wie sie der französische Ingenieur Gustave Eiffel für seinen berühmten Turm ersann, auf den Mikrobereich zu übertragen. Die Forscher fanden eine Möglichkeit, ein Gitter mit Merkmalen im Nanobereich herzustellen, das sehr leicht ist und trotzdem eine hohe Steifigkeit und Festigkeit aufweist.

Gitter im 3D-Druckverfahren

Die geometrische Form für solch ein Material sei bereits vor gut einem Jahrzehnt entwickelt worden. Bisher habe es aber an einer Möglichkeit gefehlt, es auch herzustellen, erklärt MIT-Forscher Nicholas Fang. Die gibt es inzwischen: Die Forscher stellen mit einem 3D-Druckerverfahren eine Form für die Gitterstruktur, in die das Material eingebracht wird. Das Verfahren ist die Projektions-Mikrostereolithographie, an der das Team von Fang und das LLNL-Team um Christopher Spadaccini seit 2008 arbeiten.

Die Struktur lässt sich aus verschiedenen Materialien herstellen: Die Forscher haben bereits Kunststoffe, Keramik und Metall verwendet. Normalerweise, sagt Fang, nähmen Steifigkeit und Festigkeit eines Materials ab, wenn dessen Dichte geringer werde. Durch die richtige Struktur könne die Belastung aber abgeleitet werden, so dass ein Material weniger dicht, aber tragfähig sein könne.

Positiv überrascht

Golem Karrierewelt
  1. Informationssicherheit in der Automobilindustrie nach VDA-ISA und TISAX® mit Zertifikat: Zwei-Tage-Workshop
    22./23.11.2022, Virtuell
  2. AZ-500 Microsoft Azure Security Technologies (AZ-500T00): virtueller Vier-Tage-Workshop
    28.11.-01.12.2022, virtuell
Weitere IT-Trainings

Die Forscher waren dennoch von ihren Ergebnissen überrascht: Die Struktur funktionierte noch besser, als sie erwartet hatten. "Wir fanden heraus, dass ein Material, das so leicht und dürr ist wie ein Aerogel, die Steifigkeit von Vollgummi hat und 400-mal stärker ist als ein Material mit vergleichbarer Stärke", erzählt Fang, "Solche Proben können leicht einer Belastung von mehr als dem 160.000-Fachen ihres Eigengewichts standhalten."

Einsatzmöglichkeiten für solche Materialien gibt es viele, in der Luft- und Raumfahrt beispielsweise, wo es auf Festigkeit und geringes Gewicht ankommt. Fang glaubt, dass sich auf diese Weise auch leichtere Akkus für mobile Geräte herstellen lassen.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


picaschaf 23. Jun 2014

Zum einen vergleichst du hier Äpfel mit Birnen. Doe Festigkeit eines Materials hat...

timo.w.strauss 23. Jun 2014

oder ein Aufzugskabel für den Weltall Aufzug, bisher reisen die Kabel unter ihrem eigenen...

timo.w.strauss 23. Jun 2014

Dafür brauchst du keinen Hohlturm aus der Struktur, einfach einen Kühlturm größer bauen...

timo.w.strauss 23. Jun 2014

oh man soviel Halbwissen Posts: Hier was aus dem Werkstoffkunde Fach: Bruchtest ist das...



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Centaur CHA im Test
Der letzte x86-Prozessor seiner Art

Weil Centaur von Intel übernommen wurde, ist der CHA-Chip nie erschienen. Ein achtkerniger Prototyp gewährt dennoch spannende Einblicke.
Ein Test von Marc Sauter

Centaur CHA im Test: Der letzte x86-Prozessor seiner Art
Artikel
  1. US-Whistleblower: Putin verleiht Snowden die russische Staatsbürgerschaft
    US-Whistleblower  
    Putin verleiht Snowden die russische Staatsbürgerschaft

    US-Whistleblower Edward Snowden ist nun auch russischer Staatsbürger. Für den Krieg gegen die Ukraine kann er aber vorerst nicht eingezogen werden.

  2. Luftfahrt: Undefined Technologies testet Drohne mit Ionenantrieb
    Luftfahrt
    Undefined Technologies testet Drohne mit Ionenantrieb

    Die Drohne des US-Start-ups Undefined Technologies soll leiser sein als Multicopter und als Lieferdrohne eingesetzt werden.

  3. Creative Commons, Pixabay, Unsplash: Rechtliche Fallstricke bei Gratis-Stockfotos
    Creative Commons, Pixabay, Unsplash
    Rechtliche Fallstricke bei Gratis-Stockfotos

    Pixabay, Unsplash, CC ermöglichen eine gebührenfreie Nutzung kreativer Werke. Vorsicht ist dennoch geboten: vor Abmahnmaschen, falschen Quellenangaben, unklarer Rechtslage.
    Eine Analyse von Florian Zandt

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • CyberWeek: PC-Tower, Cooling & Co. • Günstig wie nie: Asus RX 6700 XT 539€, FIFA 23 PS5 59,99€, Acer 31,5" 4K 144 Hz 899€, MSI RTX 3090 1.159€ • AMD Ryzen 7 5800X 287,99€ • Xbox Wireless Controller 49,99€ • MindStar (Gigabyte RTX 3060 Ti 522€) [Werbung]
    •  /