Auxetische Materialien

Derzeit befinden sich an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) Materialien in der Entwicklung, die unter Krafteinwirkung gegensätzlich zu den meisten bekannten Werkstoffen reagieren. Denn auxetische Materialien werden bei Dehnung dicker und unter Druck schmaler.

Materialien mit negativer Querkontraktionszahl

Die Klasse auxetischer Materialien ist physikalisch durch eine negative Querkontraktionszahl charakterisiert. Das Phänomen lässt sich dabei sowohl auf molekularer Ebene als auch auf Makroebene nachvollziehen. Mit den besonderen mechanischen Eigenschaften, einer guten Bruchfestigkeit und hohen Energieaufnahme sind auxetische Materialien als Fasern oder Schäume vor allem für sicherheitstechnische Anwendungen oder in Stoß- und Schalldämpfern geeignet. In der Medizin bieten sie Potenziale für die Verwendung als Knochenersatzstoffe oder Implantate.

Die Erlanger Forscherinnen und Forscher aus den Bereichen Leichtbau und Modellierung des Exzellenzclusters Engineering of Advanced Materials haben einige ungewöhnliche auxetische Strukturen am Computer entworfen und anschließend mit einem Rapid-Manufacturing-Verfahren, dem selektiven Elektronenstrahlschmelzen, aus Metallpulver schichtweise aufgebaut. An den Bauteilen konnten die berechneten mechanischen Eigenschaften nachgewiesen werden. Darüber berichten sie in zwei Aufsätzen in der Zeitschrift Advanced Materials.

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