Kurzmeldung

Material verwandelt sich von flexibel in starr

Ein von Kettenhemden inspiriertes Material kann sich von einem faltbaren, flüssigkeitsähnlichen Zustand in bestimmte feste Formen verwandeln.

Material verwandelt sich von flexibel in starr

Das von Ingenieurinnen und Ingenieuren des California Institute of Technology (Caltech) entwickelte Material hat potenzielle Anwendungen in Exoskeletten oder als adaptiver Gips, der seine Steifigkeit dem Heilungsprozess anpasst. Sogar als entfaltbare Brücke, die abgerollt und versteift werden kann, kommt es in Frage.

Materialien, die ihre Eigenschaften auf ähnliche Weise verändern, gäbe es bereits überall in unserer Umgebung, sagt die Maschinenbauingenieurin Chiara Daraio. «Denken Sie an Kaffee in einem vakuumversiegelten Beutel. Wenn er noch verpackt ist, ist er fest, und zwar durch einen Prozess, den wir 'Verklemmen' nennen. Aber sobald man die Verpackung öffnet, ist der Kaffeesatz nicht mehr ineinander verkeilt und man kann ihn ausgiessen als wäre er eine Flüssigkeit.»

Druck macht das Material starr

Um herauszufinden, bei welchem Material das am besten funktioniert, entwarfen die Forschenden eine Reihe von Konfigurationen aus verknüpften Teilchen, von verknüpften Ringen über verknüpfte Würfel bis hin zu verknüpften Oktaedern (die zwei an der Basis verbundenen Pyramiden ähneln).

Die Ingenieure übten eine äussere Spannung aus, indem sie die Gewebe in einer Vakuumkammer zusammendrückten oder ein Gewicht darauf fallen liessen. In einem Experiment konnte ein vakuumgesperrtes Kettenhemd eine Last von 1,5 Kilogramm tragen, mehr als das 50-fache seines Eigengewichts.

Die Stoffe haben potenzielle Anwendungen in intelligenten Ausrüstungen: Wenn sie nicht eingeklemmt sind, sind sie leicht, nachgiebig und angenehm zu tragen; nach dem Einklemmen werden sie zu einer stützenden und schützenden Schicht am Körper des Trägers.

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Fotografie Caltech

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