Laserstrahl trennt Edelstahl und zaubert das kleinste Puzzle
Wie ein Laserstrahl „Das kleinste Puzzle der Welt“ zaubert und ein geschmeidiges Kosmetik-Tuch binnen Sekunden buckelhart wird und vieles mehr kann man bei der 2. Langen Nacht der Wissenschaften am 16. November 2007 in Jena erleben. Das Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Jenaer Universität präsentiert am Löbdergraben 32 von 18-22 Uhr zahlreiche spannende Projekte zum Zuschauen und selbst Experimentieren.
Eine Laborhandpresse, welche die Gewichtskraft eines acht Tonnen schweren LKWs erzeugt, wird u. a. präsentiert. Die Besucher werden den Versuch selbst durchführen und ein weiches Kleenex mit wenigen Handgriffen in einen flachen, festen Zylinder verwandeln können. „Wir möchten mit unserem Projekt '80 KN und ein Stück Papier' auch einen didaktischen Effekt erzielen, da sich gerade Schüler unter der physikalischen Größe Druck oft nichts Präzises vorstellen können“, erklärt PD Dr. Jörg Bossert vom Institut für Materialwissenschaften und Werkstofftechnologie. Daher sind insbesondere Schülerinnen und Schüler zwischen 14 und 18 Jahren eingeladen, den Versuch durchzuführen.
Das Verdichten mittels einer Presse gehört zum Spezialgebiet der Pulvertechnologie. „Die Formgebung von Werkstoffen kann zum einen über Schmelzprozesse erfolgen und zum anderen durch das sogenannte Sinterverfahren“, so Bossert. Hier spielt die Verdichtung des Werkstoffes eine grundlegende Rolle. Dieses Verfahren wird beispielsweise bei der Herstellung von Hüftgelenksendoprothesen angewendet – über deren Entwicklung und Ausführung während der Wissenschaftsnacht ebenfalls informiert wird.
Wechselwirkungen zwischen Laserstrahl und Werkstoffen
Geschmolzen wird das Material hingegen in einem anderen Bereich der Materialwissenschaften. Die Arbeitsgruppe Lasertechnik beschäftigt sich mit Wechselwirkungen zwischen Laserstrahl und Werkstoffen und zeigt am 16. November, wie man Edelstahl mit einem Laserstrahl zerschneidet: „Der Laser trennt das Edelstahlplättchen in mehrere Teile. Durch den stark gebündelten Strahl wird das Material so stark erhitzt, dass es schmilzt, verdampft und dabei intensiv leuchtet. Um den Schneidprozess zu beschleunigen, wird Sauerstoff hinzugeblasen“, erläutert Dozent Dr. Gisbert Staupendahl von der Arbeitsgruppe Lasertechnik des Instituts. Der CO2-Laser ermöglicht es insbesondere, sehr feine Materialien sehr präzise zu zerschneiden. So entsteht vor den Augen der Besucher „Das kleinste Puzzle der Welt“. Auch dieses Experiment, das circa 15 bis 30 Minuten dauert, ist wie die weiteren Projekte besonders für Jugendliche ab 12 Jahren geeignet.
Kontakt:
PD Dr. Jörg Bossert
Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie der Universität Jena
Löbdergraben 32, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947733
E-Mail: joerg.bossert[at]uni-jena.de
Doz. Dr. habil. Gisbert Staupendahl
Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie der Universität Jena
Löbdergraben 32, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947754
E-Mail: p5gist[at]uni-jena.de
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Weitere Informationen:
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Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.
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