Luftig, luftig

Nur wenige Materialien erreichen derzeit Dichten von weniger als 10 Milligramm pro Kubikzentimeter: Aerogele auf der Basis von Silikaten oder Kohlenstoffnanoröhrchen sowie Metall- oder Polymerschäume. Sie bestehen zu fast 100 Prozent aus Poren, eingehüllt in magere Reste ungeordneten Materials. Sie finden unter anderem breite Anwendung in Wärmeisolierungen, Werkstoffen zum Dämpfen von Vibrationen oder Stößen, Schalldämmungen.

Tobias Schaedler von HRL Laboratories in Kalifornien und seine Kollegen setzten dagegen auf etwas mehr Struktur: Sie fertigten zunächst ein Polymergerüst aus sich kreuzenden Säulen. Darauf brachten sie einen dünnen wenige hundert Nanometer dünnen Nickelfilm auf und ätzten anschließend das Gerüst weg.

Das Resultat: ein Material aus Nickelröhrchen, die wenige Millimeter lang und 100 bis 500 Mikrometer dick sind. Zieht man das Gewicht der Luft in den Poren ab, errechnet sich für die Dichte des metallischen Gitters ein Wert von 0,9 Milligramm pro Kubikzentimeter. Und für ein metallisches Material beweist es eine ungewöhnliche Eigenschaft: Wird es gepresst, kehrt es nach der Druckentlastung wieder zur ursprünglichen Form zurück – sogar wenn es bis auf die Hälfte seiner Dicke zusammengedrückt wird.

Science 334, S. 962-965, 2011