Hart, härter, Metallschaum

Aufprallschutz durch beschichteten Metallschaum

Gerade seine luftig-leichte Struktur macht Metallschaum zu einem idealen Aufprallschutz bei Autounfällen. Der Stoff besteht bis zu achtzig Prozent aus Luft. Forscher haben nun herausgefunden, dass diese Eigenschaft durch eine neuartige Beschichtung noch weiter verbessert werden kann.

Eine neuartige Beschichtung aus nanokristallinem Nickel macht konventionelle Metallschäume sehr stabil. Sie sind daher ein idealer Crash-Schutz für Fahrzeuge.

Auf der Suche nach Materialen und Strukturen, die möglichst maximalen Schutz gegen Aufprall bieten, ist der Knochen von Menschen und Tieren das ideale Vorbild für Materialforscher. Das Knochengerüst muss zum Teil enormen Erschütterungen und Belastungen standhalten. Das tun Knochen dank ihrer porös-luftigen, schaumartigen Struktur besonders effizient. Diesen Aufbau ahmt der Werkstoff Metallschaum nach.

Metallschaum eignet sich nicht nur für Gebäude, für Wirbelsäulen- und Hüftgelenkimplantate sondern auch für den Fahrzeugbau, insbesondere für Türen und Stoßstangen von Kraftfahrzeugen hervorragend. Die leichte, schwammähnliche Struktur hält enormen Belastungen stand. Das Material verformt sich erst dann, wenn die metallummantelten Luftblasen in seinem Inneren zum Platzen gebracht werden. Beim Aufprall verteilt Metallschaum die punktuell einwirkende Energie weiträumig und schützt so die Insassen beim Unfall.

Forschern der Universität Saarland ist es unlängst gelungen, die positiven Eigenschaften von Metallschaum durch eine neuartige Beschichtung weiter zu optimieren. Mit einer hauchdünnen nanokristallinen Nickelschicht kann das Material zehn Mal so viel Energie absorbieren als unbeschichteter Schaum. Das Material bleibt dank der extrem dünnen Schicht sehr leicht, wird dabei dennoch um ein Vielfaches steifer sowie druck- und zugresistenter. Wird die Gesamtstruktur mit einem Polymer-Schaum befüllt, erhöht sich die Druckfestigkeit noch mehr.

Diese Eigenschaften machen beschichteten Metallschaum zum Traummaterial für den Aufprallschutz. Einziger Nachteil: Der Stoff ist teuer, das bremst die Nachfrage. Es bleibt zu hoffen, dass die Entwicklung eine weitere Vereinfachung bzw. Automatisierung der Herstellung und damit eine günstigere Preisentwicklung mit sich bringen wird.
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Von RobGal am 24. April 2011, 11:23 Uhr veröffentlicht
Themen: Sicherheit | Technik