Werkstoff wechselt beliebig von hart nach weich

Wissenschaftler der TU Hamburg und des Metallforschungsinstituts in Shenyang, China, haben einen ungewöhnlich neuen Werkstoff entwickelt, der quasi auf Knopfdruck seine Festigkeit ändert. Dieser Wandel von einem festen und spröden Stoff in einen weichen und formbaren Stoff kann über elektrische Signale durch Änderungen der Elektronenstruktur des Materials erreicht werden.

Die Erkenntnisse könnten in Zukunft intelligente Materialien möglich machen, die zum Beispiel Risse im Blech selbstständig verschließen. Zur Herstellung eines Materials mit derartiger Eigenschaft, in der Regel Edelmetalle wie Gold oder Platin, werden in eine säurehaltige Lösung gegeben. In Folge des einsetzenden Korrosionsprozesses bilden sich winzigste Gänge und Löcher im Metall. So bildet sich ein nanostrukturiertes Material mit einem Netzwerk von Porenkanälen. In diesen Poren wird eine leitfähige Flüssigkeit eingebracht, zum Beispiel eine Kochsalzlösung oder eine verdünne Säure.Dadurch entsteht ein echtes Hybridmaterial aus Metall und Flüssigkeit. Da in der Flüssigkeit Ionen gelöst sind, können die Grenzflächen des Metalls elektrisch aufgeladen werden und die mechanischen Eigenschaften des metallischen Partners durch Anlegen einer elektrischen Spannung im flüssigen Partner verändert werden. Dahinter steht eine Modifikation, eine Stärkung oder Schwächung der atomaren Bindungen in der Oberfläche des Metalls als Folge des Einbaus zusätzlicher Elektronen.Bei Bedarf lässt sich so die Festigkeit des Materials verdoppeln oder aber ein weniger fester, dafür aber plastisch formbarer Zustand einstellen. Noch liegen konkrete Anwendungen in der Zukunft.

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