MetAK Kunststoff-Metamaterial

Je geringer das Gewicht der Transportmittel ausfällt, desto weniger Energie wird verbraucht. Vor allem bei Autos, die aufgrund steigender Erwartungshaltung der Konsumenten in Punkto Sicherheit, Leistung und Komfort immer schwerer wurden, spielen gewichtsreduzierende Innovationen eine besonders große Rolle.

Klebstoff als Metamaterial für dynamische Belastungen

Wo früher noch Bauteile verschweißt, genietet oder verschraubt wurden, ziehen die Autobauer nun Klebstoffe vor. Die Anforderungen an Klebstoffe sind in diesem Zusammenhang besonders groß. Schließlich sollen sie Bauteile dauerhaft miteinander verbunden bleiben und trotzdem elastisch genug sein, um Vibrationen und einwirkende Kräfte innerhalb der Klebeflächen auszugleichen.

Wissenschaftler am Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) haben unter dem Namen MetAK einen Klebstoff als eine Art „Metamaterial“ präsentiert, der hart und weich zugleich sein kann. Dr. Roland Klein vom Fraunhofer LBF erklärt:

„MetAk ist vergleichbar mit einem gewöhnlichen zwei Komponenten-Klebstoff aus dem Baumarkt, nur dass bei uns mehr Komponenten vermischt werden“.

Das zunächst zähflüssige Material auf Kunstharz-Basis reagiert auf unterschiedliche Härtungsmechanismen. Während UV-Licht das Material versteift, sorgt Wärme für eine flexible Endkonsistenz. Je länger, das Material Wärme bzw. UV-Licht ausgesetzt ist, desto höher fällt die angestrebte Endqualität aus.

Abschließend wird das Material bei Temperaturen um 100–180 °C stabilisiert und lässt sich nicht mehr in seiner Gestalt verformen. Nach Angaben der Wissenschaftler sind die Bestandteile kein Ergebnis jahrelanger Forschung im Labor, sondern auf dem Markt frei erhältlich. „Die genaue Rezeptur bleibt aber unser Geheimnis“, so Dr. Roland Klein weiter.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für MetAK Metamaterialien sehen die Forscher im medizinischen Bereich. Schließlich ist die Masse in verschiedenste Formen gießbar und kann individuell ausgehärtet bzw. weich eingestellt werden.

Als ersten Entwurf setzte Tim Bastian Klaus vom Fraunhofer LBF in Zusammenarbeit mit der Designerin Anja Lietzau ein Korsett für orthopädische Therapieanwendung um, das positiven Einfluss auf einen schnelleren und besseren Behandlungserfolg gewährleisten soll. Die ersten Ergebnisse scheinen vielversprechend zu sein.

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