Ergänzende Gitterstrukturen
"Auxetische Materialien können Aufprallenergie effektiv absorbieren und verteilen", so Postdoc Jiaming Ma. Der synthetische Glasschwamm der beiden Forscher hat eine komplexe gitterartige Struktur. "Jedes Gitter hat ein charakteristisches Verformungsverhalten, aber wenn man unterschiedliche Gitter so kombiniert wie im Tiefseeschwamm, ergänzen sie sich und behalten ihre Form, wenn sie mechanisch belastet werden", ergänzt Ma.
Das RMIT-Kombigitter ist bei gleichem Materialeinsatz eigenen Angaben nach 13 Mal steifer als bestehende auxetische Materialien, die eine wabenartige Struktur aufweisen. Es kann außerdem zehn Prozent mehr Energie absorbieren, ohne nachhaltig aus der Form zu geraten, und es kann um 60 Prozent mehr gedehnt werden als vergleichbare Materialien, ohne Schaden zu nehmen.
Für den künftigen Hochbau
"Dieses bioinspirierte auxetische Gitter bietet die bisher solideste Grundlage für die Entwicklung nachhaltiger Gebäude der nächsten Generation. Unser auxetisches Metamaterial mit hoher Steifigkeit und Energieabsorption könnte in verschiedenen Sektoren erhebliche Vorteile bieten, von Baumaterialien bis hin zu Schutzausrüstung und Sportgeräten oder medizinischen Anwendungen", weiß der zum Team gehörende Bauingenieur Ngoc San Ha zu berichten.
Es könne beispielsweise das Skelett von Gebäuden bilden, sodass weniger Stahl und Beton verwendet werden müssten, um ähnliche Festigkeiten wie im klassischen Hochbau zu erzielen. Die ersten Prototypen des synthetischen Schwamms bestehen den Wissenschaftlern nach aus Kunststoff. Jetzt machen sich die Forscher daran, sie aus Stahl herzustellen. (pte)