Bis zum Mond – so stark!
Es sieht aus wie eine kuschelige Koralle, ist zehnfach stärker als Stahl aber um vieles leichter als Plastik. Deshalb nennen die Forscher des MIT ihre neueste Entwicklung auch schlicht „Super Material“. Nun will die NASA damit einen Aufzug ins All bauen.
Die Idee, mit einem Lift Richtung Mond zu düsen, ist weder neu, noch wird sie seit ihrem Bestehen sonderlich ernstgenommen. Doch geht es nach renommierten Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT), rückt diese Vision dank einer brandneuen Errungenschaft jetzt überraschend in greifbare Nähe: Die Entwicklung eines besonders starken und gleichzeitig leichten Materials soll’s möglich machen!
Aber alles von Anfang an.
Im Leben von MIT-Projektleiter Markus J. Bruehler drehte sich in den vergangen Monaten erst einmal gar nichts um unendliche Weiten oder Allspaziergänge.
Die kleinsten Teilchen zählen
Vielmehr gingen dem US-Amerikaner bloß die kleinsten Teilchen unseres Universums durch den Kopf. Atome. In seinem konkreten Fall ganz spezielle Kohlenstoff-Atome, aus denen so genanntes „Graphen“ bestehen.
Ein Stoff, dessen besonderen Eigenschaften man seit seiner Entdeckung im Jahr 2004 auf der Spur ist. Allein, die ihm nachgesagte extrem hohe Stabilität konnte bis dato nur in Simulationen dargestellt, nie aber in vollem Umfang auf nutzbare dreidimensionale Materialien übertragen werden.
Bis jetzt. Denn Bruehler und seinem Team gelang es nun tatsächlich erstmals, einen besonders leichten und stabilen Graphenschaum zu produzieren.
Dazu nutzten sie einen kleinen Trick, um quasi den Graphen aus seiner Zweidimensionalität in die Dreidimensionalität zu locken: Vereinfacht ausgedrückt, schweißten sie 500 Blättchen eines zweidimensionalen Graphengitters mit 500 kugelförmigen Platzhaltern unter Hitze und hohem Druck zu einer porösen 3-D-Strukturen zusammen. Die Platzhalter lösten sich dabei auf, so dass an ihrer Stelle Hohlräume zurückblieben – und der Graphen plötzlich Form und Masse hatte.
Darauf folgende Tests ergaben: Dieser Graphen-Schaum ist zehnmal stabiler und zugfester als Stahl!
Unser neues ,Super Material’ hat eine fluffige Struktur, die ein wenig wie eine psychedelische Meereskreatur aussieht.
MIT-Forscher Markus J. Bruehler
Der Forschungsleiter dazu: „Unser neues ,Super Material’ besteht aus Graphen-Flocken, die zu einem großen, mit Spinnweben bedecktem Netzwerk zusammengequetscht und -gedrückt werden.“ Das Endergebnis bezeichnet er als „fluffige Struktur, die ein wenig wie eine psychedelische Meereskreatur aussieht“. Sie sei beinahe völlig hohl und weise eine Dichte auf, die lediglich fünf Prozent von herkömmlichem Graphen beträgt. Das bedeutet: Die wie eine kuschelige Koralle aussehende Masse ist zudem um vieles leichter als Plastik!
Die NASA will noch hinaus
Graphen besteht aus nur einer Lage von Kohlenstoffatomen und gilt seit seiner Entdeckung als Wundermaterial. Die einzigartigen Eigenschaften des dünnsten Materials der Welt könnten vielfältig genutzt werden – in Tennisschlägern, Solarzellen und künftig auch in medizinischen Sensoren.
Eben diese Eigenschaften lassen nun Ingenieure aller Branchen aufhorchen. Kurzerhand wurde der Stoff aus dem Bauträume sind „Super Material“ getauft. Erste Anwendungsbereiche werden weltweit ventiliert. Das MIT etwa sieht erste Möglichkeiten im Bau von Brücken, die ultrahart, leichtgewichtig und besonders gut gegen Hitze geschützt sind. Autokonzerne freuen sich über neue Möglichkeiten im Karosseriebau genau so, wie Immobilienentwickler in Gedanken schon extrahohe Wolkenkratzer errichten.
Vor allem aber die NASA will mit dem brandheuen Super-Material Grenzen sprengen. Dieses sei ihrer Meinung nach womöglich die Lösung des größten Problems, wenn man einen Aufzug ins All bauen möchte! Ein derartiges Versorgungs-Szenarios zwischen Muttererde und Raumstation würde dank des neuen Stoffs in greifbare Nähe rücken, meinen besonders euphorische Experten.
Allmacht durch den guten Stoff?
Konkret würde in den bisherigen Zukunfts-Szenerien vor allem das Problem des für so einen Lift benötigtes Tragseils Kopfzerbrechen bereiten. Denn dieses müsse ob der gewaltigen Strecke, die es überspannen müsste, wahrlich super-strapazierfähig sein. Und extrem leicht.
Vor allem aber die NASA will mit dem brandheuen Super-Material Grenzen sprengen. Dieses sei ihrer Meinung nach womöglich die Lösung des größten Problems, wenn man einen Aufzug ins All bauen möchte! Ein derartiges Versorgungs-Szenarios zwischen Muttererde und Raumstation würde dank des neuen Stoffs in greifbare Nähe rücken, meinen besonders euphorische Experten.
Konkret würde in den bisherigen Zukunfts-Szenerien vor allem das Problem des für so einen Lift benötigtes Tragseils Kopfzerbrechen bereiten. Denn dieses müsse ob der gewaltigen Strecke, die es überspannen müsste, wahrlich super-strapazierfähig sein. Und extrem leicht.
Also genau so, wie das neue „Super Material“ aus den Laboren des renommierten MIT.
Text: Johannes Stühlinger
Fotos: MIT
Video: Wann bricht das „Super Material“?
Dieses offizielle Video des MIT zeigt eindrucksvoll, was der neue Super-Stoff kann:
