31.03.2016
   

Materialforschung mit Vorbildern aus der Natur

Crashsicher wie eine Pomelo

Gelänge es, die hervorstechenden Eigenschaften der beiden Schalen – die hohe Energieabsorption und die extreme Festigkeit miteinander kombinieren, könnte das entstandene Material zum Beispiel im Auto zu mehr Crashsicherheit beitragen, so die Überlegung der

Die Natur hat in Millionen von Jahren Techniken entwickelt, von der sich Ingenieure heute immer noch etwas abschauen können. Automobilbauer orientieren sich an den Stromlinienformen der Fische für optimale Aerodynamik oder nutzen für schmutzabweisenden Lack den Lotus-Effekt. Künftig könnte die Zitrusfrucht Pomelo oder die Macadamia-Nuss als Vorbild für besonders crashsichere Autos dienen.

Wissenschaftler der TU Berlin erforschen mit Kollegen der RWTH Aachen und der Uni Freiburg die Schalenstrukturen von Frucht und Nuss. Pomelos sind die größten und schwersten Zitrusfrüchte der Welt, überstehen aber trotzdem einen Sturz aus 10 Metern Höhe auf einen Betonboden. Bis zu 90 Prozent der kinetischen Energie absorbiert ihre 2 bis 3 Zentimeter dicke, extrem stoßdämpfende Schale. Hauptcharakteristikum ist die offenporige Schaumstruktur, zudem ist die Schale von steifen und sich verzweigenden Faserbündeln durchzogen, die senkrecht zur Außenseite der Schale verlaufen. Die Außenhaut der Macadamia-Nuss hingegen besitzt eine extreme Festigkeit und Zähigkeit, die Schale ist aufgrund ihrer siebenschichtigen Sandwichstruktur nahezu resistent gegen Stiche und Schläge.

Gelänge es, die hervorstechenden Eigenschaften der beiden Schalen – die hohe Energieabsorption und die extreme Festigkeit miteinander kombinieren, könnte das entstandene Material zum Beispiel im Auto zu mehr Crashsicherheit beitragen, indem es Energie absorbiert. Auch Schutzweste oder Sturzhelm können sich die Wissenschaftler als Einsatzort vorstellen. Wohl noch weiter entfernt ist die Vorstellung von einem Flugzeug mit dem Material als Außenhaut, das einen Absturz übersteht und die Insassen schützt – so wie die Schale die Frucht und Nuss schützt. (sp-xX)


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