12.04.2016 13:18
Quelle: schweizerbauer.ch - sda
Forschung
Extrem kratzfestes Material produziert
Nie wieder Sorgen wegen Kratzern am Auto: Diesem Traum kommen Materialwissenschaftler der ETH Zürich mit einem neuen Verfahren einen Schritt näher.

Die Natur macht es vor: Zahnschmelz ist das härteste Gewebe des menschlichen Körpers und extrem widerstandsfähig gegenüber Abnutzung. Diese aussergewöhnliche Härte, ohne dabei spröde zu sein, erreicht der Schmelz durch seinen Aufbau aus extrem harten Kristallfasern, umhüllt mit weichen, eiweissreichen Schichten.

Ein Hüllmaterial nach diesem Vorbild aus abwechselnden harten und weichen Elementen wäre für die Industrie extrem interessant für alles, was vor Abnutzung geschützt werden muss. Ein Forscherteam um André Studart von der ETH Zürich arbeitet daher an Verfahren, um solche Verbundstoffe herzustellen. Nun ist ihnen eine bisher unerreichte Kontrolle über die Anordnung der Elemente gelungen.

Mischung aus hart und weich

Wie die Forschenden im Fachjournal «PNAS» berichten, kombinierten sie Magnetfelder mit elektrischen Feldern, um weichen Kunststoff und harte Aluminiumoxid-Plättchen zu einem extrem robusten Verbundstoff zusammenzufügen. Auf diese Weise konnten sie Position und Orientierung der einzelnen Partikel viel besser kontrollieren als dies mit bisherigen Verfahren möglich war.

«Wir imitieren, was die Natur macht, und können so die mechanischen Eigenschaften eines solchen Verbundstoffs extrem verbessern», erklärte Studienautor Ahmet Demirörs gegenüber der Nachrichtenagentur sda. Das so erzeugte Material sei dreimal widerstandsfähiger gegenüber Abnutzung als mit herkömmlichen Methoden hergestelltes.

Kratzfeste Autos

So liesse sich ein robuster Belag zum Beispiel für die Autoindustrie herstellen, der leicht, dünn, kostengünstig und extrem widerstandsfähig sei, so Demirörs weiter.

Je nachdem, zu welchen Anteilen die weichen Kunststoffpartikel und die harten Aluminiumoxid-Plättchen gemischt werden, liesse sich der Stoff flexibler oder härter machen. Je härter, desto resistenter. «Da Kratzer hinein zu bekommen wäre nicht einfach», so der Materialforscher.

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