Prisma

Bald stabilere Prothesen?

Innovatives „Metamaterial“ ist flexibel und elastisch

cae | Chirales Metamaterial verformt sich bei Belastungen und könnte deshalb überall dort zum Einsatz kommen, wo es gilt, Stöße abzumildern.

Der Begriff „Metamaterial“ bezeichnet nicht eine bestimmte Stoffgruppe, sondern Strukturen, die aus mikroskopisch kleinen, periodisch wiederholten Bauelementen bestehen und deshalb Eigenschaften aufweisen, die über die jeweilige stoffliche Charakteristik hinausgehen.

Martin Wegener und Kollegen vom Karlsruher Institut für Technologie verwenden als Bauelement 70 bis 400 μm lange hohle Würfel, die weder glatte Flächen noch stabile Kanten besitzen; stattdessen befindet sich an jeder Fläche ein Kreis, der durch Streben mit den vier Ecken verbunden ist. Dieses Gebilde ist chiral; es ist drehsymmetrisch, aber nicht klappsymmetrisch, denn die Streben verlaufen nicht in diagonaler Richtung von der Ecke zum Kreis, sondern nah an der virtuellen Kante entlang.

Grafik: T. Frenzel/KIT
Dieser aus kleinen Würfeln zusammengesetzte Turm hat sich um seine senkrechte Achse gedreht, weil er von oben belastet wurde (Gewicht hier nicht dargestellt). Bei einer Entlastung nimmt er wieder seine ursprüngliche rechtwinklige Form an.

Die Chiralität solcher Bauelemente wirkt sich auf das mechanische Verhalten der aus ihnen erschaffenen Gegenstände aus. So dreht sich z. B. ein rechteckiger geometrischer Körper um seine Achse, wenn Druck auf ihn ausgeübt wird, allerdings bei den bisherigen Experimenten nur um etwa 2°, also sehr viel weniger als in der Grafik dargestellt.

Praktische Anwendungen für diese Metamaterialien gibt es bisher nicht. Denkbar sind Fundamente von Häusern, um sie erdbebensicher zu machen, Stoßdämpfer in Fahrzeugen oder auch Prothesen im Bewegungsapparat des Menschen.

Quelle

Frenzel T et al. Three-dimensional mechanical metamaterials with a twist. Science 2017;358(6366):1072-1074

Das könnte Sie auch interessieren

Chemie-Nobelpreis 2016 für Nano-Basteleien

Molekulare Ketten, Räder und Maschinen

Barcodes, DataMatrix- und QR-Codes sind längst in den Apotheken angekommen

Schlüssel für die Zukunft

Die Kommunikation mit einer besonderen Kundengruppe*

Veganer in der Apotheke

Wie Sie Ihre Selbstzweifel bekämpfen können

Das Scharlatan-Syndrom

0 Kommentare

Das Kommentieren ist aktuell nicht möglich.

DAZ.online mit Werbung und Tracking

Nutzen Sie den Newsbereich von DAZ.online wie gewohnt kostenlos. Alle Details zu unseren Werbe- und Trackingverfahren finden Sie hier.

DAZ.online – ohne Tracking

Nutzen Sie DAZ.online ohne verlagsfremde Werbung und ohne Werbetracking für 9,80 Euro pro Monat.
Alle Details zu unserem DAZ.online PUR-Abo finden Sie hier.

Jetzt DAZ.online PUR-Zugang buchen

(Sie können Ihren DAZ.online PUR-Zugang jederzeit kündigen.)