Die stoßdämpfenden Eigenschaften der Pomelo-Schale inspirieren Forscher zu einem neuartigen Werkstoff aus Metallschaum. Die zähe Schale der Macadamia-Nuss ist ebenfalls ein Vorbild für zukünftige Schutz- oder Behältermaterialien.
Ein neuartiger, bionischer Metallschaum imitiert die stoßdämpfenden Eigenschaften der Schale einer Pomelo. Diese Zitrusfrüchte absorbieren durch ihre hierarchisch strukturierte Schale selbst beim Aufprall aus 10 m Höhe noch bis über 90 % der kinetischen Energie und bleiben so unbeschadet. Forscher der TU Berlin, RWTH Aachen und der Universität Freiburg haben nun einen Werkstoff aus einer Aluminiumlegierung entwickelt, der von der offenporigen Schaumstruktur der Schale inspiriert ist. Deren Poren werden im Verlauf von außen nach innen zunächst gröber, dann langgestreckt. Steife, sich verzweigende Faserbündel stabilisieren die Schale zusätzlich. Die Stoßdämpfung erfolgt aber hauptsächlich über die Stege der Schaumstruktur: Diese sind hohl und mit einer Flüssigkeit gefüllt, welche beim Aufprall in benachbarte Stege ausweicht und so die Stoßenergie absorbiert. Mit diesem biologischen Vorbild ließen sich vor allem neue Konzepte für Schutz- und Behältermaterialien, wie zum Beispiel Sturzhelme entwickeln. Neben der Struktur der Pomelo-Schale entschlüsselten Werkstoffwissenschaftler der TU Berlin außerdem das Geheimnis der sehr festen und zähen Schale der Macadamia-Nuss: Darin sind eine siebenschichtige Sandwichstruktur und ineinander verflochtene Fasern kombiniert. Insbesondere letztere sind für die hohe Festigkeit ausschlaggebend und finden sich bei keiner anderen Nussschale. Besonderes Anwendungspotenzial dieser Funktionsprinzipien sehen die Forscher in der Entwicklung eines Materials, das die Eigenschaften beider Schalen kombiniert –zum Beispiel für Schutzwesten oder Crashabsorber beim Auto.
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