6 der leichtesten und stärksten Materialien der Erde

Die Zukunft des Bauens ist dank enormer technologischer Entwicklungen in der Materialinnovation spannender denn je. Forscher entwickeln ständig neue Materialien, die stärker und leichter als je zuvor sind und den Weg in eine energieeffizientere und umweltfreundlichere Zukunft ebnen – vom Transportwesen bis zur Medizintechnik. Wir haben sechs bahnbrechende Materialien zusammengestellt, die zu den leichtesten und stärksten gehören, die je entdeckt wurden – lesen Sie weiter, um sie alle zu sehen.

Aus reinem Kohlenstoff hergestellt, gilt ultradünnes Graphen als eines der stärksten Materialien der Welt. Doch Anfang dieses Jahres fanden Forscher am MIT einen Weg, zweidimensionales Graphen in eine dreidimensionale Struktur zu verwandeln, indem sie ein neues Material mit einer schwammartigen Konfiguration entwarfen, das fünf Prozent der Dichte von Stahl und etwa zehnmal so stark ist. Das superstarke und leichte 3D-Graphen ist nachweislich stärker als sein 2D-Gegenstück und bietet dank seiner Bausteinform ein größeres Anwendungspotenzial.

Carbyne

Im Frühjahr 2016 enthüllte ein Team österreichischer Forscher, dass sie erfolgreich Carbyne synthetisieren konnten, eine exotische Form von Kohlenstoff, von der sie sagen, dass sie das stärkste aller bekannten Materialien ist – und sogar Graphen übertrifft. Carbyne, das als heiliger Gral der Kohlenstoff-Allotrope gilt, besteht aus einer eindimensionalen Kette von Kohlenstoffatomen, die sehr reaktiv ist, was seine Synthese sehr schwierig macht. Das steife Material soll doppelt so stark sein wie Kohlenstoff-Nanoröhrchen.

Aerographit

Aerographit ist ein synthetischer Schaumstoff, der aus einem Netzwerk poröser Kohlenstoffröhrchen besteht und eines der leichtesten Strukturmaterialien ist, die jemals hergestellt wurden. Entwickelt von Forschern der Universität Kiel und der Technischen Universität Hamburg, lässt sich Aerographit in verschiedenen Formen herstellen und ist mit einer Dichte von nur 180 Gramm pro Kubikmeter etwa 75 Mal leichter als Styropor. Das Material könnte auf den Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt werden, um deren Gewicht zu reduzieren.

Aerographen

Aerographen, auch bekannt als Graphen-Aerogel, gilt mit einer Dichte von nur 0,16 Milligramm pro Kubikzentimeter als das leichteste Material der Welt. Forscher der Universität Zhejiang entwickelten das Material, das etwa 7,5 Mal weniger dicht ist als Luft. Das extrem elastische Material kann bis zum 900-fachen seines Eigengewichts an Öl und Wasser aufnehmen, was die Reinigung von Ölteppichen zu einer möglichen Anwendung macht.

Metallisches Mikrogitter

Metallisches Mikrogitter ist das leichteste Metall der Welt und eines der leichtesten Strukturmaterialien. Das synthetische, poröse Material aus Nickel-Phosphor-Röhren hat eine Dichte von nur 0,9 Milligramm pro Kubikzentimeter. Potenzielle Anwendungen sind unter anderem im Automobilbau und in der Luftfahrttechnik zu finden.

Zähne von Napfschnecken

Die Zähne von Napfschnecken, die sich an felsigen Ufern festhalten, gelten als eines der stärksten biologischen Materialien der Welt. In einer Studie der University of Portsmouth wurde herausgefunden, dass die Zähne von Napfschnecken aus einem Mineral-Protein-Verbundwerkstoff bestehen und viel stärker als Spinnenseide sind. Es wird angenommen, dass ihre Stärke auf die dicht gepackten Mineralfasern zurückzuführen ist, die Wissenschaftler in künstlichen Verbundstoffen kombinieren könnten, um stärkere Flugzeuge, Autos und sogar Zahnfüllungen zu schaffen.

Lead image via ZD News/Huffington Post