Hybridschaum schützt zehnmal besser bei Unfällen

Nützlich für Militär sowie Fahrrad-, Motorrad- und Sporthelme - Aufprallenergie wird vernichtet

Funktionstest mit einem Block aus Hybridschaum (Foto: Abbey Toronjo, tamu.edu)

College Station/Adelphi (pte025/10.03.2026/12:30)

Ein neuartiger Hybridschaum von Forschern der Texas A&M University und dem DEVCOM Army Research Laboratory (ARL) absorbiert bei einem Aufprall zehnmal mehr Energie als bisher genutzte Stoßfänger. Das könnte die Sicherheit von Passagieren in Fahrzeugen beispielsweise bei einem Auffahrunfall entscheidend verbessern. Auch im militärischen Bereich lässt sich das Material nutzen.

Gedruckte Säulen als Schutz

Das Verbundmaterial besteht aus gewöhnlichem Schaumstoff, in den 3D-gedruckte dehnbare Kunststoffsäulen integriert sind. Das gelingt mit einer Technik namens In-Foam Additive Manufacturing (IFAM). "IFAM ist ein computergesteuerter Herstellungsprozess, mit dem wir ein elastomeres Gerüst innerhalb eines herkömmlichen offenzelligen Schaums aufbauen", sagt Eric Wetzel, Teamleiter für Strategic Polymers Additive Manufacturing bei ARL.

"Durchmesser, Abstand, Winkel und Elastizität des Elastomers lassen sich variieren, sodass wir viele unterschiedliche Materialeigenschaften erzielen können", ergänzt der Materialwissenschaftler. Es entsteht somit ein innovatives 3D-Netzwerk aus Kunststoffstreben und gewöhnlichem Schaumstoff - zwei Materialien, die unter Druck zusammenwirken und die Schwächen des jeweils anderen ausgleichen, heißt es weiter.

Gewicht nur geringfügig höher

Zu Beginn des Aufpralls wirkt der Schaumstoff als Stütze, die die Streben stabil hält, damit sie nicht zu früh nachgeben. Nimmt der Druck zu, drücken die Streben die Kraft nach außen in den umgebenden Schaumstoff und verteilen so die Last. Zusammen ermöglicht dieses Hin und Her dem Verbundwerkstoff, mehr Energie zu absorbieren und größeren Kräften standzuhalten.

"Durch das Einbringen definierter Kunststoffstreben in gewöhnlichen Schaumstoff erzielen wir eine um ein Vielfaches höhere Schutzwirkung bei nur geringfügig erhöhtem Gewicht", so Mohammad Naraghi, Direktor des Labors für Nanostrukturmaterial an der Hochschule in Texas. "Energieabsorbierende Materialien sind für eine Vielzahl von Anwendungen in der Armee von entscheidender Bedeutung, darunter ballistische Helme und explosionsgeschützte Sitzpolster", so Wetzel.

"Wir können denselben Hybridschaum auch für kommerzielle Helme verwenden: Fahrrad-, Motorrad- und sogar Sporthelme - eigentlich jede Ausrüstung, die dafür ausgelegt ist, hochenergetische Stöße zu absorbieren", unterstreicht Naraghi. Über Schutzkleidung hinaus könnte der neue Verbundwerkstoff die Sicherheitsstandards im Bereich Insassenschutz und Fahrzeugdesign neu definieren, meint der Fachmann abschließend.

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