"Wundermaterial" macht Schutzhelme sicherer
Flüssigkristallinen-Elastomer als innovativer Stoff hat deutlich bessere Dämpfungseigenschaften
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Stoßdämper: Flüssigkristallinen-Elastomere federn Stöße besser ab (Foto: Will Kirk, jhu.edu) |
Baltimore (pte002/15.03.2022/06:05)
Stoßdämpfer aus einem neuartigen, sehr leichten Material machen Helme von Bauarbeitern, Radlern und Motorradfahrern sicherer und Autos bei gleichbleibenden Schutzfunktionen leichter. Laut den Entwicklern der Johns Hopkins University http://jhu.edu bietet das Material vollwertigen Schutz beim Aufprall auf ein Hindernis. Forschungsleiter Sung Hoon Kang und sein Team setzen auf Flüssigkristallinen-Elastomere, die sich elastisch verformbar verhalten wie Kunststoffe, aber eine flüssigkristalline Struktur haben.
Flüssigkristalle als Schlüsselelement
Flüssigkristalle sind ebenfalls Zwitter. Sie sind flüssig, haben aber auch richtungsabhängige Eigenschaften, ähnlich wie Kristalle. Sie sind vor allem bekannt von Flüssigkristall- oder LCD-Bildschirmen. Wenn sie einer Stoßbelastung ausgesetzt werden, verfestigen sie sich schlagartig, bleiben aber dennoch elastisch, sodass die Energie, die beim Stoß einwirkt, absorbiert wird. Kang hatte zuvor festgestellt, dass heute eingesetztes Absorbermaterial bei stärkerem Aufprall, also Stößen mit höherer Geschwindigkeit, nicht optimal schützt. Hat es sich einmal verformt, ist es nicht mehr zu verwenden. Ganz anders der Stoßdämpfer aus einem Flüssigkristallinen-Elastomer. Es wirkt auch bei stärkeren Stößen und muss nicht ersetzt werden, wenn es einmal belastet worden ist.
Bei Tests hat das Material Stößen standgehalten, die mit einem Gewicht von knapp sieben Kilogramm und einer Geschwindigkeit von 35 Kilometern pro Stunde herniederprasselten. Höhere Geschwindigkeiten ließ die Testmaschine nicht zu, doch Kang ist sicher, dass sein Material auch dann noch nicht schlappmacht. Derzeit arbeitet Kang mit einem Unternehmen zusammen, das Helme herstellt. Das neue Material wird sowohl für zivile als auch für militärische Anwendungen getestet. Die Forschung wurde teilweise vom Army Research Office http://arl.army.mil unterstützt, dem zentralen Forschungslabor der US-Armee. Details wurden in "Advanced Materials" veröffentlicht.
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