Amerikanische Forscher haben eine transparente Plastikfolie entwickelt, die fast so fest ist wie Stahl. Wie bei einer Backsteinmauer besteht das Material aus zwei Komponenten: kleinen, extrem harten Nanoplättchen und einem Kunststoff als Haftvermittler. Durch eine spezielle Beschichtungstechnik können die Materialforscher um Paul Podsiadlo von der Universität von Michigan in Ann Arbor nun mehrere Zentimeter lange Folien herstellen. Zugfestigkeit und Steifigkeit des Materials sind besser als bei den in Schusswesten und im Fahrzeugbau eingesetzten Kunststoffen.
Stoffe wie die sogenannten Kohlenstoffnanoröhrchen mit ihrem Durchmesser von wenigen Millionstel Millimetern sind extrem hart und hochfest. Darin übertreffen sie bisweilen sogar Materialien wie Stahl. Allerdings gelang es Wissenschaftlern bislang noch nicht, aus den mikroskopisch kleinen Bausteinen größere Einheiten mit ähnlich hoher Gesamtfestigkeit zusammenzufügen. Diesem Ziel sind die Forscher um Podsiadlo nun ein gutes Stück näher gekommen. Wie beim Errichten einer Mauer bauen sie ihre Folie Schicht für Schicht. Auf eine Schicht Kunststoff folgt eine Lage mit Schichtsilikaten. Die einzelnen Schichtsilikatbausteine sind nur einen Nanometer dick und haben einen Durchmesser von hundert bis tausend Nanometern. Der Kunststoff umschließt diese wie ein Mörtel. Die Forscher sprechen dann von einem Nanokomposit.
Mit einer Abfolge von dreihundert Schichten erhalten die Forscher eine Folie, die transparent ist und aussieht wie ein Tesafilm. Da die Schichten Schritt für Schritt aufgebaut werden und die Schichtsilikatelemente im Nanokomposit eine feste Ausrichtung erhalten, gewinnt die Folie an Festigkeit. In dieser physikalischen Eigenschaft kann sie es sogar mit Kevlar und Kohlenstofffasern aufnehmen. Kevlar ist ein hochfester Kunststoff, der in Schutzwesten und Panzerungen von Fahrzeugen Verwendung findet. Kohlenstofffasern nutzen Ingenieure im Fahrzeugbau, vom Rennrad über das Auto bis zum Flugzeug. Dort könnten die transparenten Plastikfolien auch eingesetzt werden, berichten die Forscher.
Paul Podsiadlo (Universität von Michigan in Ann Arbor) et al.: Science, Band 318, Seite 80 ddp/wissenschaft.de ? Martin Schäfer
