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pte20210726006 Produkte/Innovationen, Auto/Verkehr

Neuer Helm rettet mehr Menschenleben

Nanyang Technological University: Faserverstärktes Harz schluckt deutlich mehr Aufprallenergie


Leong Kah Fai (Mitte) mit Fahrradhelm und sein Team (Foto: ntu.edu.sg)
Leong Kah Fai (Mitte) mit Fahrradhelm und sein Team (Foto: ntu.edu.sg)

Singapur (pte006/26.07.2021/06:15) - Ein neuartiger Helm von Forschern der Nanyang Technological University http://ntu.edu.sg schützt Radfahrer besser als bisher vor Kopfverletzungen bei einem Sturz oder einer Kollision. Die Ingenieure heben neuartige Materialien eingesetzt, die Stöße besser auffangen und so den Kopf besser schützen.

Harz Elium spielt Schlüsselrolle

Fahrradhelme bestehen aus zwei Komponenten. Da ist zunächst die Außenhülle, die normalerweise aus einem massenproduzierten Kunststoff wie Polycarbonat besteht. Darunter befindet sich eine Schicht aus Polystyrolschaum, ein Material, das auch in Produktverpackungen und Take-away-Boxen verwendet wird. Der Helm, den das Team um Leong Kah Fai, Assistenzprofessor für Mechanik und Luftfahrttechnik entwickelt hat, ist ebenfalls zweischalig aufgebaut. Doch die verwendeten Werkstoffe sind völlig anders.

Eine Schlüsselrolle spielt Elium, ein neuartiges thermoplastisches, also warm verformbares Harz, das Arkema aus Colombes bei Paris entwickelt hat. Die Außenhaut besteht aus diesem Harz, das allerdings mit Kohlenstofffasern verstärkt wird. Dieses Material ist zäher, steifer und weniger spröde als Polycarbonat und absorbiert mehr Aufprallenergie. Zudem verteilt es Stöße gleichmäßiger auf die Innenhaut aus Kunststoffschaum, sodass die Energie, die letztlich auf dem Kopf landet, deutlich verringert wird.

Außenhaut entlastet Schaum

Die Außenhaut des Helms aus Komposit schluckt über 50 Prozent der Aufprallenergie, so dass der Schaum nur noch 35 Prozent absorbieren muss. Bei herkömmlichen Helmen sind es 75 Prozent - die Außenhaut schluckt praktisch gar keine Energie. Im Endeffekt landet 15 Prozent der Aufprallenergie auf der Kopfhaut, dazu noch relativ gleichmäßig verteilt. Bei herkömmlichen Helmen sind es 25 Prozent.

Laut einem Bericht der WHO http://who.int aus dem Jahr 2020 sind mehr als 60 Prozent der gemeldeten Todesfälle und Langzeitbehinderungen im Zusammenhang mit dem Fahrrad auf Unfälle mit Kopfverletzungen zurückzuführen. "Unser Prototyp-Helm wurde einer Flut von international anerkannten Tests unterzogen", sagt Fai. So wurde der Helm mit hoher Geschwindigkeit auf drei unterschiedlich geformte Untergründe geschleudert - flach, halbkugelförmig und scharfkantig, um verschiedene reale Gefahrenquellen zu simulieren. Dabei habe sich gezeigt, dass er Radfahrer besser schützt als konventionelle Helme.

(Ende)
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