Neues Material ist fest wie Stein und stoßdämpfend zugleich

Bei der Auswahl von Konstruktionsmaterialien muss man sich in der Regel entscheiden, ob die Priorität eher in der Festigkeit oder in der Dämpfung von Erschütterungen liegen soll. Ein neuer Werkstoff soll nun allerdings beides optimal beherrschen. Das Problem ist aus den alltäglichen Erfahrungen schon recht offensichtlich: Ein Material, das so hart und steif ist wie ein Mauerstein, dämpft Stöße und Erschütterungen nicht wirksam. Weichere Materialien, die gute dämpfende Eigenschaften haben, bringen hingegen Nachteile in der Festigkeit mit sich. Ein Forscherteam des Universität-Amsterdam-Instituts für Physik hat nun einen Weg gefunden, Materialien zu entwickeln, die beides können.

"Wir haben herausgefunden, dass der Trick darin besteht, Materialien zu verwenden, die sich verbiegen, wie etwa dünne Metallbleche. Wenn sie auf geschickte Weise zusammengesetzt werden, können Konstruktionen aus solchen gewölbten Blechen Schwingungen hervorragend absorbieren - gleichzeitig bleibt aber ein Großteil der Steifigkeit des Materials, aus dem sie bestehen, erhalten. Außerdem müssen die Platten nicht sehr dick sein, sodass das Material relativ leicht gehalten werden kann", erklärte David Dykstra, Hauptautor der Veröffentlichung.

Vielfältige Anwendungen

"Der Mensch baut gerne Dinge - kleine und große - und wir wollen fast immer, dass diese Strukturen leicht sind. Wenn dies mit Materialien erreicht werden kann, die sowohl steif als auch stoßdämpfend sind, können viele bestehende Konstruktionen verbessert werden und viele neue Konstruktionen werden möglich. Die Anwendungsmöglichkeiten sind wirklich grenzenlos", so Dykstra weiter.

In größeren Bereichen liegen Anwendungsmöglichkeiten beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt und auch in der Automobil-Industrie, wo es unbedingt erforderlich ist, leichte und feste Materialien zu nutzen, die aber mit Vibrationen gut zurechtkommen. Aber auch in kleinen Bereichen, etwa bei Mikroskopen oder in der Nanolithografie, sehen die Forscher interessante Anwendungsfelder.


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