Graphen-Struktur ist zehn Mal stärker als Stahl

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eines der stärksten, leichtesten Materialien der Welt im Labor erschaffen. Sie haben Graphenflocken mit einem 3D-Drucker in eine schwammähnliche Form gebracht. Die so entstehende Struktur hielt in der hydraulischen Presse zehn Mal höhere Drücke aus als Stahl und das bei nur fünf Prozent der Dichte, wie die Wissenschaftler berichten. Dass Graphen, eine nur ein Atom dicke Schicht aus wabenförmig strukturierten Kohlenstoffatomen, viel aushalten kann, war seit seiner Entdeckung bekannt. Da das Material aber nur in dieser zweidimensionalen Form auftritt, war es bislang schwierig, belastbare 3D-Strukturen daraus zu formen.

Im Falle der MIT-Experimente spielt das Graphen auch nur eine untergeordnete Rolle. Die Forscher sagen, dass die spezielle Struktur in diesem Falle mehr zur Stablität beiträgt als das Material. Auch die Konstruktion hochfester Strukturen aus anderen Materialien sollte möglich sein. Die Forscher haben die Graphenflocken in ihren Experimenten unter Druck und Hitze im 3D-Drucker zu einem haltbaren Kunststoff geformt. Das Graphen bildet dabei Formen aus, die etwa auch bei Kieselalgen zu finden sind: Kleine Strukturen mit riesiger Oberfläche, die sich eben auch aus anderen Materialien, wie Metall oder Polymeren, formen lassen sollten. Diese sorgen für die Stabilität, vergleichbar mit einem Blatt Papier, das eingerollt wird und dadurch viel widerstandsfähiger wird. Entscheidend waren aber die mathematischen Modelle, mit denen sie die Baupläne exakt entworfen haben.