Zürich - Schweizer Forschende haben ein neuartiges Verbundmaterial für die Leichtbauweise entwickelt. Es beginnt dort zu luminiszieren, wo sich unter der Oberfläche ein Schaden abzeichnet. Das Material kann im Fahrzeug-, Schiff- und Flugzeugbau helfen, Katastrophen zu vermeiden.

Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der Universität Freiburg einen neuartigen leichtgewichtigen Werkstoff geschaffen. Er zeigt durch eine Farbänderung innere Verformungen und damit ein mögliches Materialversagen frühzeitig an.

Changes in colour indicate deformations
Ein von aussen nicht sichtbarer Riss bildet sich und pflanzt sich innerhalb des Materials fort. Schon bei den ersten Schadensanzeichen beginnt es zu fluoreszieren. (Reprinted with permission from ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 23, 27481–27490. Copyright 2021 American Chemical Society)

Wie die ETH in einer Mitteilung erklärt, hat ihr Labor für Komplexe Materialien eine ihrer Spezialitäten – künstliches Perlmutt, das dem biologischen Vorbild der Muschelschale nachempfunden ist – mit einem Polymer verbunden. Diesem fügten sie ein eigens für diese Anwendung an der Universität Freiburg synthetisiertes Indikatormolekül bei. Es wird durch Dehnungskräfte aktiviert, die im Polymer auftreten. Je stärker diese Kräfte wirken, umso intensiver wird die Fluoreszenz.

„Wir haben fluoreszierende Moleküle verwendet, weil man die Zunahme der Fluoreszenz sehr gut messen kann und nicht auf die subjektive Wahrnehmung angewiesen ist“, so Tommaso Magrini, Erstautor dieser vor Kurzem veröffentlichten Studie. Damit können nun von aussen nicht wahrnehmbare überbeanspruchte Bereiche innerhalb eines Verbundwerkstoffs identifiziert werden, bevor sich Brüche ausbilden. So soll künftig etwa Materialversagen im Fahrzeug-, Schiff- und Flugzeugbau, das zu katastrophalen Folgen führen kann, ausgeschlossen werden.

Offen ist nach Angaben der ETH jedoch noch, ob und wie das Material im industriellen Massstab produziert werden kann. Bis jetzt gebe es dieses erst im Labormassstab als Machbarkeitsnachweis. mm

Advanced manufacturing

Spitzentechnologie trifft auf top ausgebildete Fachkräfte

Modernste Technologien aus der Schweiz revolutionieren Design und industrielle Produktion. Digitale Technologien, Additive Fertigung (3D-Druck), Material-, Photonik- und Sensortechnologien sowie Prozessautomatisierung machen die Produktion schneller, effizienter und intelligenter. ABB, Georg Fischer, OC Oerlikon, Conzzeta, Siemens, PB Automation, Sensirion und Trumpf sind nur einige der weltweit führenden Technologieunternehmen in der Greater Zurich Area. Darüber hinaus bündeln Forschungsinstitute aus der Region (ETH Zurich, Inspire, EMPA, ZHAW, FHNW, SUPSI etc.) ihre Kräfte, um in einem interdisziplinären Ansatz eine Führungsrolle im Bereich Advanced Manufacturing zu erlangen.

Kontaktieren Sie uns

Können wir Sie mit einem Akteur des Wirtschafts- und Technologiestandorts Zürich vernetzen? Benötigen Sie Informationen für Ihre strategische Expansion? 
info@greaterzuricharea.com