Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Super-Nasofaser macht Flugzeuge leichter

29.04.2013
Neuentwicklung ist zugleich sehr stark und robust

US-Forscher haben eine Struktur-Nanofaser entwickelt, die dank ihres eigenen Aufbaus zugleich sehr stark und äußerst robust ist - zwei Eigenschaften, die Strukturwerkstoffe normalerweise nicht vereinen. Das Anwendungspotenzial erscheint gewaltig.


Fasern unterm Mikroskop: extra beständig (Foto: J.l Brehm, D. Papkov, Y. Dzenis)

"Was immer auf Kompositen gefertigt wird, könnte von unseren Nanofasern profitieren", so Yuris Dzenis, Professor für Maschinen- und Werkstofftechnik an der University of Nebraska-Lincoln (UNL). Der Universität zufolge wären leichtere Flugzeuge ebenso denkbar wie effektivere kugelsichere Westen.

Dünn macht robust

Dzenis und sein Team haben mit Nanofasern aus Polyacrylonitril gearbeitet, einem dem Acryl verwandten synthetischen Polymer. Umso dünner diese Fasern ausfallen, desto stärker werden sie, sie können somit mehr Last tragen. Doch das Team hat festgestellt, dass Nanofasern, die sie dünner gemacht haben als je zuvor, gleichzeitig auch robuster, also schwerer zu zerstören, geworden sind - ein unerwartetes Resultat, da sich diese beiden Eigenschaften bei Materialien normalerweise gegenseitig ausschließen.

Als Beispiel für diese Tatsache dienen der UNL ein Keramikteller und ein Gummiball. Ersterer ist zwar stark genug, einen ganzen Berg Essen zu tragen, zerbricht aber, wenn er herunterfällt - es mangelt also an Robustheit. Der Gummiball dagegen wird sofort zusammengedrückt, wenn jemand darauf steigt, geht aber nicht kaputt - er ist robust, nicht stark. Die neue Nanofaser dagegen vereint Stärke und Robustheit und ist Dzenis zufolge somit ein neues Material in einer bislang sehr kleinen Gruppe, der dieses Kunststück gelingt.

Amorphe Vielseitigkeit

Das Team ist der Ansicht, dass die Robustheit ihrer Nanofasern darin begründet liegt, dass sie eine geringe Kristallinität haben, also über weite Teile eine eher ungeordnete innere Struktur. In diesen amorphen Bereichen können sich Molekülketten relativ gut bewegen und dadurch mehr auf das Material einwirkende Energie aufnehmen, was die Fasern schwerer zu zerstören macht. Viele derzeit gängige Fasern haben dagegen wenig amorphe Bereiche und brechen vergleichsweise leicht.

Daraus ergibt sich für die Neuentwicklung Anwendungspotenzial unter anderem im Flugzeugbau. Denn oft wird das Bruchrisiko von Kompositmaterialien durch den Verbau von mehr Material kompensiert. "Wenn Strukturwerkstoffe robuster wären, könnte man die Produkte leichter und dennoch sicher machen", so Dzenis.

Ein anderes potenzielles Anwendungsgebiet ist Schutzkleidung wie kugelsichere Westen. Denn diese müssen robust genug sein, dass ein Geschoss sie nicht durchschlägt - sollten aber auch stark genug sein, sich nicht zu verformen.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.unl.edu

Weitere Berichte zu: Faser Gummiball Nanofaser Neuentwicklung Strukturwerkstoffe Super-Nasofaser UNL

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide
20.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Metamaterial: Kettenhemd inspiriert Physiker
19.01.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise