Hier sind einige Neuigkeiten, die Tony Stark den Kopf verdrehen könnten: Wissenschaftler der Universitäten Connecticut und Columbia haben ein Material entwickelt, das DNA und Glas kombiniert und es dadurch stärker und leichter als Stahl macht. Diese Entdeckung könnte die Tür zu einer neuen Ära fortschrittlicher Materialien öffnen.
Jenseits von Stahl: das revolutionäre Material, das DNA und Glas vereint
Die Werkstofftechnik war schon immer ein Wettlauf um die perfekte Balance zwischen Festigkeit und Leichtigkeit. Bisher schienen diese beiden Merkmale im Widerspruch zueinander zu stehen. Die Antwort auf diese ewige Herausforderung könnte in der DNA verborgen sein.
Jede große Entdeckung braucht eine Muse, und in diesem Fall (Sie werden es nicht glauben) war es die Iron Man-Rüstung. Oleg Gang, ein Forscher auf dem Gebiet der Nanomaterialien an der Columbia University (und Fan von Marvel-Figuren), bestätigt es: „Unser neues Material ist fünfmal leichter und viermal stärker als Stahl.“ Unsere Glas-Nanogitter wären viel besser als jedes andere Strukturmaterial für die Herstellung einer verbesserten Rüstung für Iron Man.“
(B) zeigt ein Transmissionselektronenmikroskopbild des Materials und (C) zeigt ein Rasterelektronenmikroskopbild davon, wobei die beiden rechten Felder die Merkmale in unterschiedlichen Maßstäben vergrößern. Bildnachweis: University of Connecticut.
Das Geheimnis liegt im Glas
Glas ist ein Material, das wir seit jeher mit Zerbrechlichkeit assoziieren. Die Zerbrechlichkeit von Glas ist jedoch hauptsächlich auf Unvollkommenheiten in seiner Struktur zurückzuführen, wie etwa Risse oder fehlende Atome. In reiner Form kann Glas unglaublichen Drücken standhalten.
Erstes Problem also: Beseitigen Sie diese Mängeloder „effizientere“ Formen entwickeln.
Um dieses revolutionäre Material herzustellen, nutzten die Forscher DNA als Gerüst, auf das sie eine Glasbeschichtung aufbrachten. Dieses DNA-Skelett fungiert als tragende Struktur und sorgt dafür, dass das Glas seine Form und Festigkeit behält. Das Ergebnis ist ein Material, das das Beste aus beiden Welten vereint: die Stärke von Glas und die Leichtigkeit von DNA. Und es übertrifft Stahl.
Es bleibt noch viel zu tun
Die Anwendungen dieses neuen Materials? Viele: Luft- und Raumfahrtindustrie, Bauingenieurwesen, aber auch Medizin, Robotik und vieles mehr.
Bevor wir Stahl jedoch als Erinnerung betrachten, sollten wir unsere Erwartungen zurückhalten: Oleg Gang warnt, dass „noch viel Forschungsarbeit nötig ist, bevor wir ihn als Technologie nutzen können.“ Das Team arbeitet jedoch bereits daran, die Materialeigenschaften weiter zu verbessern und erforscht den Einsatz spezieller Keramik anstelle von Glas sowie neue Strukturen.
Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Zellberichte Physikalische Wissenschaft (Ich verlinke sie dir hier).
