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 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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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