Material meldet Schäden

Zürich – Schweizer Forschende haben ein neuartiges Verbundmaterial für die Leichtbauweise entwickelt. Es beginnt dort zu luminiszieren, wo sich unter der Oberfläche ein Schaden abzeichnet. Das Material kann im Fahrzeug-, Schiff- und Flugzeugbau helfen, Katastrophen zu vermeiden.

Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der Universität Freiburg einen neuartigen leichtgewichtigen Werkstoff geschaffen. Er zeigt durch eine Farbänderung innere Verformungen und damit ein mögliches Materialversagen frühzeitig an.

Wie die ETH in einer Mitteilung erklärt, hat ihr Labor für Komplexe Materialien eine ihrer Spezialitäten – künstliches Perlmutt, das dem biologischen Vorbild der Muschelschale nachempfunden ist – mit einem Polymer verbunden. Diesem fügten sie ein eigens für diese Anwendung an der Universität Freiburg synthetisiertes Indikatormolekül bei. Es wird durch Dehnungskräfte aktiviert, die im Polymer auftreten. Je stärker diese Kräfte wirken, umso intensiver wird die Fluoreszenz.

„Wir haben fluoreszierende Moleküle verwendet, weil man die Zunahme der Fluoreszenz sehr gut messen kann und nicht auf die subjektive Wahrnehmung angewiesen ist“, so Tommaso Magrini, Erstautor dieser vor Kurzem veröffentlichten Studie. Damit können nun von aussen nicht wahrnehmbare überbeanspruchte Bereiche innerhalb eines Verbundwerkstoffs identifiziert werden, bevor sich Brüche ausbilden. So soll künftig etwa Materialversagen im Fahrzeug-, Schiff- und Flugzeugbau, das zu katastrophalen Folgen führen kann, ausgeschlossen werden.

Offen ist nach Angaben der ETH jedoch noch, ob und wie das Material im industriellen Massstab produziert werden kann. Bis jetzt gebe es dieses erst im Labormassstab als Machbarkeitsnachweis. mm