Bekannte Werkstoffe erhalten neue Struktureigenschaften

 

Die Auxetik befasst sich mit dem „atypischen Deformationsverhalten“ von Material. Grundlage dafür ist der sogenannte Materialkoeffizient, dem der Physiker Siméon Poisson den Buchstaben ny gab.

gegeben hat. Der Vater der Auxetik hat die Grundlagen bereits vor zweihundert Jahren berechnet. Durch spezielle Strukturveränderung ist es möglich, Materie und ihre Eigenschaften – etwa Steifigkeit oder Energieabsorptions-Verhalten – auf molekularer oder makroskopischer Ebene zu verändern. In Dortmund hat sich ein junges Unternehmen aus Mitarbeitern der Technischen Universität ausgegründet, das sich speziell mit makroskopisch-auxetischen Strukturveränderungen beschäftigt.

Link-Empfehlung der Redaktion zu weiterführenden Informationen:

– mehr über Auxetik der Applied Auxetics GmbH – hier

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Die Auxetik befasst sich seit den achtziger Jahren damit, Werkstoffe auf molekularer oder mesoskopischer Ebene synthetisch herzustellen. Es entstanden bereits auxetische Polymer- und Metallschäume, Kunststoffe oder Flüssigkristallpolymere im Experimentallabor. Pionier dieser Methode ist der Materialwissenschaftler Roderic Lakes von der University of Wisconsin. Das Team von Applied Auxetics versucht gegenüber diesem nanotechnologischen Ansatz, konventionelle, also nicht-auxetische Werkstoffe wie Aluminium oder Kunststoffe mittels theoretischer Berechnung und intelligenter Anordnung im Raum makroskopisch auxetisch zu ändern. Dies bringt für den industriellen Einsatz einen entscheidenden Vorteil: der nicht-triviale Zwischenschritt der Herstellung und Verarbeitung neuartiger auxetischer Materialien entfällt. Auxetische Makrostrukturen lassen sich also in übliche Produktionsprozesse mit gängigen Werkstoffen einfach integrieren.

Jedes konventionelle Material lässt sich makroskopisch mehr oder weniger gut auxetisch verändern – allerdings ist dafür neben der Beherrschung der Theorie auch praktische Erfahrung eine wichtige Kenngröße, die das Team von Applied Auxetics dank dreißig Mannjahren Erfahrung mitbringt. Allerdings hat die makroskopische Auxetik nicht nur direkte Konkurrenten in der mikroskopischen Auxetik. Es gibt auch in der nicht-auxetischen Materialforschung erhebliche Anstrengungen, Werkstoffe mit besonderen vergleichbaren Struktureigenschaften zu entwickeln. Die Faserverbundstoffe, wie sie beim Automobil-Hersteller BMW bereits im produktiven Einsatz sind, oder die Kohlenstoff-Nanoröhren, die im Experimentalflugzeug Solar Impulse Anwendung finden, sowie alle bionisch geprägten Entwicklungen kämpfen im Grunde um die gleichen industriellen Absatzmärkte.

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