Textilien dank verknoteter Fasern noch zäher
Experten des California Institute of Technology erzeugen ideales Material für die Medizintechnik
 |
Mikroskopische Aufnahme des knotigen Textils (Foto: caltech.edu) |
Pasadena (pte008/28.03.2023/11:30)
Forscher des California Institute of Technology (Caltech) haben einen neuen Werkstoff aus miteinander verknoteten Polymerfasern entwickelt. Dieser hat eine weitaus größere Zugfestigkeit als das gleiche Material, das keine Knoten aufweist oder dessen Stränge einfach ineinander verschlungen sind. Die Knoten sind mikroskopisch klein und nicht nach Seglerart durch raffiniertes Verknüpfen entstanden, sondern durch ein Verfahren, das aus der Mikroelektronik bekannt ist: hochauflösende 3D-Lithographie.
Energieabsorption steigt rasant
Laut eigener Einschätzung hat Forschungsleiterin Julia R. Greer mit ihrem Team "einen bedeutenden Durchbruch auf dem Gebiet der nano- und mikroarchitektonischen Materialien erzielt". Im Vergleich zu strukturell identischen, aber nicht verknoteten Materialien erhöhen die Knoten in diesem neuen Material deutlich dessen Zähigkeit, weil es 92 Prozent mehr Energie absorbiert und doppelt so stark gedehnt werden kann als knotenfreies Material, bevor es zerreißt.
Endet die Belastung, nimmt das Material ohne Beschädigung wieder seine ursprüngliche Form an. Diese neuen Materialien lassen sich aufgrund ihrer Haltbarkeit, Biokompatibilität und extremen Verformbarkeit sowohl in der Biomedizin als auch in der Luft- und Raumfahrt einsetzen. Es könnte genutzt werden, um Leistenbrüche zu beheben oder als Nahtmaterial bei OPs. Jeder Knoten ist etwa 70 Mikrometer hoch und breit, und jede Faser hat einen Radius von etwa 1,7 Mikrometern, das entspricht etwa einem Hundertstel des Radius eines menschlichen Haares.
Viele Knoten auf engstem Raum
Zwar sind es nicht die kleinsten Knoten, die jemals hergestellt wurden - 2017 haben Chemiker einen Knoten aus einem einzelnen Atomstrang gebunden. Doch haben die Caltech-Wissenschaftler erstmals ein Material geschaffen, das aus zahlreichen Knoten dieser Größenordnung besteht. "Wir haben die mechanische Verformung vieler anders strukturierter Mikrotextilien untersucht, zum Beispiel Gitter und Gewebe. Doch der Einstieg in die Welt der Knoten brachte den Durchbruch", sagt Greer.
(Ende)| Aussender: | pressetext.redaktion |
| Ansprechpartner: | Wolfgang Kempkens |
| Tel.: | +43-1-81140-300 |
| E-Mail: | kempkens@pressetext.com |
| Website: | www.pressetext.com |
