Aluoxid: atomdünn und händisch verformbar (Foto: upenn.edu)

Philadelphia (pte001/09.12.2015/06:00) –

Forscher der University of Pennsylvania http://www.upenn.edu haben ein Material aus Aluminiumoxid entwickelt, das tausende Male
dünner ist als ein normales Blatt Papier und trotzdem noch in der Hand
verformt werden kann. Das neue Material ließe sich aufgrund seiner
Eigenschaften unter anderem in der Luftfahrt oder beim Bau neuer Roboter
einsetzen.

Sehr stark biegbar

Die Nützlichkeit dieser Hightech-Materialien ist
außerhalb der Laborbedingungen meist enden wollend. Atomdicke Stoffe
haben oft die Tendenz, die Form der Umgebung anzunehmen und diese
aufgrund der Van-der-Waals-Kräfte beizubehalten. Das führt dazu, dass
der Versuch, das Material wieder in die normale Form zu bringen, meist
mit einem Schaden einhergeht.

"Aluminiumoxid ist eigentlich ein Keramikmaterial und
daher sehr spröde", meint Forschungsleiter Igor Bargatin. "Man würde von
der täglichen Erfahrung annehmen, dass es sehr leicht bricht. Aber die
dünnen 25 bis 100 Nanometer starken Platten biegen und deformieren ihre
Gestalt in solch einer Art und Weise, dass man glauben könnte, sie sind
aus Plastik. Das erste Mal als wir es sahen, konnten wir es nicht
glauben."

Eierkarton als Form

Die Struktur des Materials ist nicht glatt, sondern hat
eher die Oberflächenform eines Eierkartons in Nanoformat. Die
Welligkeit der Platten erhöht die Steifheit des Stoffes. Wenn man
ähnlich dünne Stoffe an einem Ende in die Hand nimmt, würden diese sich
bereits verbiegen, während die Platten mit der Eierkartonstruktur rigide
bleiben.

Durch die Steifheit bleiben außerdem die
Van-der-Waals-Kräfte unter Kontrolle. Auch fliegende Roboter können von
der Entwicklung eines solchen Materials profitieren. "Hier geht es um
das Optimieren von ultradünnem Material und mechanischer Robustheit", so
Bargatin. Überall dort, wo dieses Optimierungsproblem eine Rolle
spiele, könne dieses Material Anwendung finden.