© Durham University

Science
07/22/2020

Neues Material kann nicht zerschnitten werden

Bei der Entwicklung von „Proteus“ haben sich Wissenschaftler von Meeresbewohnern und Grapefruits inspirieren lassen.

Ein Material, dass man nicht zerschneiden kann, ist ein Traum für jeden, der in einer Großstadt ein Fahrrad besitzt und es auch behalten möchte. Schlösser könnten zukünftig aus Proteus gefertigt werden, einem Material, das sich nicht zerschneiden lässt, egal wie stark man versucht, es zu zersägen.

In einem Video demonstrieren die Forscher, dass weder ein Winkelschleifer, noch Bohrmaschinen oder ein Wasserstrahlschneider etwas gegen das neue Material ausrichten konnten. Währen der Winkelschneider in kurzer Zeit durch eine Panzerplatte aus Stahl schnitt, ging das Werkzeug beim Versuch, Proteus zu schneiden, kaputt. Das Material nimmt natürlich ebenfalls Schaden – aber nicht so schnell und so stark wie die angewandten Werkzeuge.

Seeohren und Grapefruitschale

Entwickelt wurde es von Ingenieuren der Durham Universität, die Forschungsergebnisse wurden im Fachmagazin Nature veröffentlicht. Sie ließen sich von Seeohren inspirieren. Aus der Schale dieser Meeresschnecken wird sonst Perlmutt gewonnen. Allerdings interessierten sich die Wissenschaftler für ihre Zusammensetzung aus weichem organischem Material und festen Kalziumkarbonat.

Für Proteus entwickelten sie daher einen Aluminium-Schaum, den sie mit Keramik-Kugeln kombinierten. Das Verbundmaterial imitiert den Aufbau der Seeohren. Eine weitere Inspirationsquelle war die Schale der Grapefruit, die das Fruchtfleisch auch dann schützt, wenn die Frucht aus 10 Metern Höhe zu Boden fällt. Ihre Zellstruktur sorgt für hohen Schutz vor Belastungen.

Werkzeuge stumpfen ab

Neben den richtigen Materialien spielt auch deren Anordnung eine entscheidende Rolle. Diamant ist eines der härtesten Materialien der Welt, aber sehr unflexibel, weshalb man es mit dem richtigen Werkzeug schneiden kann. Proteus ist hingegen durch die Kombination aus metallischem Schaum und Keramik weicher und flexibel. Es hat daher auch nur 15 Prozent der Dichte von Stahl. 

Bearbeitet man es mit einem Werkzeug, vibriert Proteus und das Gerät stumpft ab. Desto stärker die Werkzeuge versuchen, durch das Material zu schneiden, desto härter wird es. Nun kann zwar ein Wasserstrahl nicht beschädigt, aber abgeschwächt werden. Die runden Keramik-Kugeln lenken den Wasserstrahl ab, der dadurch deutlich an Schneidekraft verliert.

Das Material könnte für Schutzausrüstungen genutzt werden, insbesondere wenn man mit starken Schneidewerkzeugen arbeitet. Aber auch bei Fahrradschlössern und leichter Rüstung könnte es verbaut werden, sagen die Forscher.