Hightech-Material tausende Male dünner als Papier

Forscher der University of Pennsylvania haben ein Material aus Aluminiumoxid entwickelt, das tausende Male dünner ist als ein normales Blatt Papier und trotzdem noch in der Hand verformt werden kann. Das neue Material ließe sich aufgrund seiner Eigenschaften unter anderem in der Luftfahrt oder beim Bau neuer Roboter einsetzen.

Die Nützlichkeit dieser Hightech-Materialien ist außerhalb der Laborbedingungen meist enden wollend. Atomdicke Stoffe haben oft die Tendenz, die Form der Umgebung anzunehmen und diese aufgrund der Van-der-Waals-Kräfte beizubehalten. Das führt dazu, dass der Versuch, das Material wieder in die normale Form zu bringen, meist mit einem Schaden einhergeht.

Aluminiumoxid ist eigentlich ein Keramikmaterial und daher sehr spröde, so der Forschungsleiter Igor Bargatin. Man würde von der täglichen Erfahrung annehmen, dass es sehr leicht bricht. Aber die dünnen 25 bis 100 Nanometer starken Platten biegen und deformieren ihre Gestalt in solch einer Art und Weise, dass man glauben könnte, sie sind aus Plastik.

Die Struktur des Materials ist nicht glatt, sondern hat eher die Oberflächenform eines Eierkartons in Nanoformat. Die Welligkeit der Platten erhöht die Steifheit des Stoffes. Wenn man ähnlich dünne Stoffe an einem Ende in die Hand nimmt, würden diese sich bereits verbiegen, während die Platten mit der Eierkartonstruktur rigide bleiben.

Durch die Steifheit bleiben außerdem die Van-der-Waals-Kräfte unter Kontrolle. Auch fliegende Roboter können von der Entwicklung eines solchen Materials profitieren. Hier geht es um das Optimieren von ultradünnem Material und mechanischer Robustheit. Überall dort, wo dieses Optimierungsproblem eine Rolle spiele, könne dieses Material Anwendung finden.

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