idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Thema Corona

Imagefilm
Science Video Project



Teilen: 
13.01.2021 14:10

Hart wie ein Diamant und verformbar wie Metall: TU-Wissenschaftler entwickeln neues Material für die Technik von morgen

Franziska Trede Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Pressestelle
Technische Universität Hamburg

    Smartphones mit großflächigen Glasgehäusen und Displays überzeugen zwar optisch, sind aber auch sehr anfällig für Risse und Kratzer. Um diese Schäden künftig zu vermeiden, bräuchte es ein Material, das die Härte eines Diamanten und die Verformbarkeit eines Metalls vereint. Ein Material, das dem Fund des heiligen Grals der Strukturmaterialien gleich käme. Professor Gerold Schneider von der Technischen Universität Hamburg und weitere Hamburger Materialforscherinnen und -forscher haben nun gemeinsam mit der University of California, Berkeley ein Hybridmaterial, einen so genannten Superkristall entwickelt, der diesem Ziel näher kommt.

    Damit könnte die Technik auf Gebieten wie der Elektronik, Photonik oder auch Energiespeicherung künftig kostengünstiger, robuster oder auch funktionaler werden.

    Verformbares Material aus Nanoteilchen

    Das Forschungsteam um Professor Gerold Schneider hat in Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht und der University of California, Berkeley herausgefunden, dass sich Nanoteilchen wie Atome in einem dreidimensionalen, periodischen Gitter anordnen lassen und mit Hilfe von ultradünnen Schichten aus Fettsäuren aneinander haften. Da die Nanoteilchen aus sehr hartem Eisenoxid, einer Art Rost, und die Verbindungsschicht aus flüssiger Ölsäure bestehen, ist der Superkristall sehr hart, gleichzeitig gut verformbar und noch dazu vollkommen umweltverträglich. Perfekt für stark beanspruchte Oberflächen.
    Nano-Eindruck mit erzeugten Versetzungen und Verdichtung des Superkristalls.Nano-Eindruck mit erzeugten Versetzungen und Verdichtung des Superkristalls. Grafik: TU Hamburg

    Neues Materialkonzept

    „Plastische Verformungen von Materialien wie Kupfer, Aluminium oder Stahl sind in der Forschung längst bekannt. Dass sich dieses mechanische Verhalten auch auf hochfeste Superkristalle übertragen lässt, ist völlig neu“, erklärt Diletta Giuntini, Wissenschaftliche Mitarbeiterin der TU Hamburg und mittlerweile Assistant Professor an der Technischen Universität Eindhoven. „Im Rahmen unserer Arbeit haben wir wertvolles Wissen darüber gewonnen, wie wir die mechanischen Eigenschaften und die Verformbarkeit von Superkristallen kontrollieren können. Im nächsten Schritt wollen wir deren einzelne Bestandteile noch feiner aufeinander abstimmen und für ihren vielfältigen Materialeinsatz perfektionieren“, so die Forscherin weiter.

    Das Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des TU-Sonderforschungsbereichs 986 „Maßgeschneiderte multiskalige Materialsysteme" mit insgesamt 14 Millionen Euro gefördert. Weitere Details sind in dem Artikel „Defects and Plasticity in Ultra-Strong Supercrystalline Nanocomposites“ in dem Fachmagazin Science Advances nachzulesen: https://advances.sciencemag.org/content/7/2/eabb6063


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Prof. Dr. Gerold Schneider
    Leitung im Institut: Keramische Hochleistungswerkstoffe
    Technische Universität Hamburg
    g.schneider@tuhh.de


    Originalpublikation:

    Fachmagazin Science Advances: https://advances.sciencemag.org/content/7/2/eabb6063


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Werkstoffwissenschaften
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch


    Von links nach rechts: Professor Gerold Schneider der TU Hamburg, Assistant Professor Diletta Giuntini der TU Eindhoven und Dr. Tobias Krekeler der TU Hamburg.


    Zum Download

    x

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).