Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Verbundstoff schützt elektronische Bauteile

14.12.2012
ETH-Forscher: "Material ist weicher als Haut und härter als Knochen"

Wenn es um den Schutz fester elektronischer Bauteile auf beweglichen Oberflächen geht, steht die Materialforschung vor einer enormen Herausforderung.


Innovation: Material mit besonderen Eigenschaften (Foto: Studart research group)

Ein Team Schweizer Wissenschaftler hat nun erstmals einen neuartigen Verbundstoff auf Polyurethan-Basis vorgestellt, der gewissermaßen einen fließenden Übergang von weichen zu harten Materialien ermöglicht. "Unser Material ist auf der einen Seite weicher als Haut und auf der anderen Seite härter als Knochen", erklärt Projektleiter André Studart, Professor für Komplexe Materialien am Departement Materialwissenschaft der ETH Zürich, die grundlegende Innovation im Gespräch mit pressetext.

Von Natur inspiriert

Die Inspiration für ihre Entwicklung haben sich Studart und seine Kollegen aus der Natur geholt: "Um bewegliche Sehnen mit starren Knochen zu verbinden, musste sich die Natur etwas einfallen lassen: Sie löst das Problem, indem sie die geschmeidigen Bestandteile der Sehnen und die festen Teile der Knochen fließend ineinander übergehen lässt", erläutert Studart. Dieser nahtlose Übergang von weich zu hart sei dabei wesentlich strapazierfähiger, als wenn die beiden Materialien übergangslos zusammengefügt werden. "Denselben Trick wenden wir auch an", so der Forscher.

Im Gegensatz zu den natürlichen Beispielen überbrückt der Härtegradient zwischen der weichsten und der härtesten Schicht des neuen Stoffes allerdings einen 100.000-fachen Härteunterschied. "Härteunterschiede in diesem Umfang sind innerhalb von Verbundmaterialien bislang völlig undenkbar gewesen", betont Studart den Wert der eigenen Entwicklung. Zum Vergleich: Sehnen und Knochen unterscheiden sich lediglich um das Hundertfache, was ihren eigenen Härtegrad betrifft.

Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten

Die Anwendungsmöglichkeiten für einen derartigen Verbundstoff sind enorm vielseitig. Wie die Schweizer Forscher im Rahmen ihrer neuesten Veröffentlichung in der Fachzeitschrift "Nature Communications" http://www.nature.com/ncomms/index.html aufzeigen, könnte ihre Entwicklung beispielsweise helfen, Elektronikbauteile auf flexiblen Oberflächen zu schützen. Der Trick dabei: Die Elektronikteile werden auf Schutzinseln aus dem neuen Verbundmaterial aufgesetzt. "In Belastungstests haben wir die flexible Polyurethan-Unterlage um mehr als 350 Prozent gedehnt. Die aufgesetzten Bauteile blieben dabei unbeschädigt", schildert Studart.

Daneben sieht Studart aber etwa auch Einsatzpotenzial im Bereich von medizinischen Implantaten oder in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. "Sogar als Trägermaterial für flexible Elektronik, die in Kleidung eingearbeitet werden kann, oder für rollbare Bildschirme wäre das neue Material denkbar", ergänzt der Forscher. Derzeit stecke seine Entwicklung allerdings noch im Experimentierstadium. "Wir werden die Technik in Zukunft noch weiterentwickeln", so Studart abschließend.

Markus Steiner | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.mat.ethz.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fachhochschule Südwestfalen entwickelt innovative Zinklamellenbeschichtung
13.07.2018 | Fachhochschule Südwestfalen

nachricht 3D-Druck: Stützstrukturen verhindern Schwingungen bei der Nachbearbeitung dünnwandiger Bauteile
12.07.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vernetzte Beleuchtung: Weg mit dem blinden Fleck

18.07.2018 | Energie und Elektrotechnik

BIAS erhält Bremens größten 3D-Drucker für metallische Luffahrtkomponenten

18.07.2018 | Verfahrenstechnologie

Verminderte Hirnleistung bei schwachem Herz

18.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics