Um Risse und Kratzer in Glasgehäusen und Displays zu vermeiden, bräuchte es ein Material, das dem Fund eines heiligen Grals bei Strukturmaterialien gleichkäme. Prof. Gerold Schneider von der TU Hamburg und weitere Materialforscher haben nun gemeinsam mit der University of California ein Hybridmaterial entwickelt, das diesem Ziel näher kommt.
Dabei handelt es sich um einen sogenannten Superkristall. Mit ihm ließe sich Technik auf Gebieten wie der Elektronik, Photonik oder auch Energiespeicherung künftig kostengünstiger, robuster und funktionaler auslegen.
Verformbares Material aus Nanoteilchen
Das Hamburger Forschungsteam hat in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht und der University of California herausgefunden, dass sich Nanoteilchen wie Atome in einem dreidimensionalen, periodischen Gitter anordnen lassen und mithilfe von ultradünnen Schichten aus Fettsäuren aneinander haften. Da die Nanoteilchen aus sehr hartem Eisenoxid, einer Art Rost, und die Verbindungsschicht aus flüssiger Ölsäure bestehen, ist der Superkristall sehr hart, gleichzeitig gut verformbar und dazu noch vollkommen umweltverträglich – perfekt für stark beanspruchte Oberflächen.
Plastische Verformungen von Materialien wie Kupfer, Aluminium oder Stahl seien dabei in der Forschung zwar längst bekannt, wie Diletta Giuntini, wissenschaftliche Mitarbeiterin der TU Hamburg und mittlerweile Assistant Professor an der TU Eindhoven, erklärt. Dass sich dieses mechanische Verhalten auch auf hochfeste Superkristalle übertragen lässt, sei aber völlig neu.
Die Forscherin führt weiter aus: „Im Rahmen unserer Arbeit haben wir wertvolles Wissen darüber gewonnen, wie wir die mechanischen Eigenschaften und die Verformbarkeit von Superkristallen kontrollieren können. Im nächsten Schritt wollen wir deren einzelne Bestandteile noch feiner aufeinander abstimmen und für ihren vielfältigen Materialeinsatz perfektionieren.“
Das Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des TU-Sonderforschungsbereichs 986 „Maßgeschneiderte multiskalige Materialsysteme" mit insgesamt 14 Millionen Euro gefördert.
