Vom Labor auf den Sportplatz

Nanotechnologie und Hochleistungswerkstoffe – diese Begriffe klingen nach Industrie, nach Hightech, nach Raumfahrt. Sie scheinen fern unseres Alltags zu sein. Doch der Eindruck täuscht. Unzählige Materialien haben längst den Weg aus den Labors in unser Leben gefunden – so sind sie etwa in Sport- und Freizeitgeräten zu finden. Die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe (IKTS) in Dresden gehören zu jenen, die die Brücke vom Labor zum Alltag schlagen. Ihre Spezialität ist die Entwicklung neuer Keramiken.

Eine Keramik hat es inzwischen in luftige Höhen geschafft – als Belag für Anlaufspuren von Skisprungschanzen wurde sie bei den Olympischen Winterspielen 2006 in Turin eingesetzt. Die entwickelte Keramik wird in Form kleiner Noppen in die Spur eingebaut. Diese haben eine sehr geringe Reibung und sind extrem hart. Daher gleitet der Ski auf diesem Noppenbett optimal ab. Besonders für Sommersprungschanzen ist das eine echte Alternative, da die Anlaufspuren bislang mit emailliertem Blech ausgestattet waren.

In vielen anderen Bereichen ist IKTS auf der Suche nach dem richtigen Keramikwerkstoff. Hierzu forschen sie unter anderem an der Verarbeitung des Materials. Dr. Michael Zins, IKTS-Projektleiter, erklärt, was die Arbeit so anspruchsvoll macht: „Keramikpulver verhält sich wie Mehl, das man nicht direkt, sondern nur mit Zusätzen verarbeiten kann.“ Die Fachleute müssen den Keramikrohstoff also verändern, die Oberfläche der Keramikteilchen mit anderen Substanzen versehen oder das Pulver einer Wärmebehandlung unterziehen, um daraus Gegenstände formen zu können.

Was fertig gebrannte, gesinterte Keramiken aushalten, haben die Dresdner mit einem extremen Beispiel deutlich gemacht: mit Golfschlägern, die zum direkten Vergleich einmal aus Metall und einmal aus Keramik gefertigt sind. Da die Keramik nur knapp halb so schwer wie Stahl ist, benötigt man nur einen Bruchteil der Energie für einen Schlag. Mehr noch: Während eine metallische Schlagfläche beim Golfspielen schnell abnutzt, zeigt keiner der keramischen Schläger Verschleißmarken.