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Materialwissenschaft: Künstliches Perlmutt entwickelt

Künstliches Perlmutt
Nach dem Vorbild des biogenen Minerals Perlmutt haben Schweizer Forscher einen Verbundwerkstoff entwickelt, der dem Original in Stärke und Zähigkeit nahe kommt. Das Material besteht aus Schichten nanometerdünner Keramikplättchen, die in eine flexible Kunststoffmatrix eingebettet und über eine chemisch veränderte Oberfläche mit dieser verbunden sind. Der Kompositaufbau macht den Werkstoff hart und sehr bruchfest.

Für die Eigenschaften des Materials ist entscheidend, dass die nur 200 Nanometer dicken Plättchen aus Aluminiumoxid in einer exakt angeordneten Monoschicht zu liegen kommen, ohne sich zu verkanten oder zu überlappen. Die Plättchen betteten Ludwig Gauckler und sein Team von der ETH Zürich dann in eine dünne Schicht aus dem Chitin-ähnlichen Biopolymer Chitosan.

Das so erzeugte künstliche Perlmutt ist dem natürlichen Vorbild in einigen Eigenschaften sogar überlegen. Die Materialwissenschaftler stellten eine Folie her, die um bis zu 25 Prozent verformt werden kann, bevor sie kaputtgeht. Perlmutt bricht dagegen schon bei zwei Prozent Deformation. Dafür ist das Material aus der Natur bisher noch sieben Mal so steif wie der Nachbau aus dem Labor. (lfi)

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