Mikrogitter. Es klingt wie eine handwerklich hergestellte Eissorte oder ein Technologie-Startup, das in sechs Monaten verschwinden wird. Aber schauen Sie sich das virale Bild an. Ein kleiner Würfel auf den Löwenzahnsamen. Es zerstört die Blumen nicht. Es wird kaum registriert.
Das ist der Haken. Die Realität ist kälter und härter, aber auch nützlicher.
Jeder Draht dieses Materials ist aus Nickel lasergeschnitten. Diese Filamente sind dünner als menschliches Haar. Die Kombination dieser Faktoren führt zu einer Struktur, die zu 99,99 % aus Luft besteht. Stellen Sie es sich wie einen leeren Styroporbecher vor. Stellen Sie sich nun vor, Sie nehmen diesen Becher und dann einen Becher aus Mikrogittermetall in die Hand. Metall ist leicht. Es widerspricht all Ihren Instinkten, wie sich Metall anfühlen sollte.
Wie Laserschneiden alles verändert
Das ist keine Zauberei. Dabei handelt es sich um eine Zusammenarbeit im Bereich Präzisionstechnik zwischen der University of California-Irvine, Caltech und HRL Laboratories. Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Verteidigungsministeriums, DARPA, finanzierte die ursprüngliche Forschung, weil sie ein Material benötigte, das Stößen standhält und zurückprallt.
Das Ergebnis ist ein Gitter, dessen Volumen halbiert werden kann. Du drückst es. Ich bin gleich zurückgekommen. Keine bleibende Verformung. Kein Zerknittern.
„Selbst wenn man das Volumen auf die Hälfte zusammendrückt, nimmt es sofort wieder seine ursprüngliche Form an.“
Diese Flexibilität ist der Schlüssel. Die meisten Metalle ergeben eine Ausbeute. Sie verbiegen sich dauerhaft. Dies ist beim Mikrogitter nicht der Fall. Funktioniert wie eine Superfeder. Allein diese Funktion verändert die Diskussion über Fahrzeugsicherheit und -effizienz.
Warum das für die Automobilindustrie wichtig ist
Das aktuelle Autodesign ist ein Kompromiss. Um Kraftstoff zu sparen, ist ein geringeres Gewicht erforderlich. Erfordert eine höhere strukturelle Steifigkeit und Aufprallschutz. Man kann nicht beides haben. Nicht wirklich.
Ein Mikrogitter verstößt gegen diese Regel. Eine Karosserie aus diesem Material ist leichter als eine Konstruktion aus Kunststoffschaum des gleichen Modells. Es kann jedoch Stöße absorbieren und in seine ursprüngliche Form zurückkehren.
Denken wir über die Physik nach. Ein leichteres Auto bedeutet weniger Luftwiderstand. Weniger Luftwiderstand bedeutet bessere Kraftstoffeffizienz. Aber der Sicherheitsaspekt ist genauso attraktiv. Wenn ein Auto die Aufprallenergie absorbieren kann, ohne zu zerknittern, kann es seine Insassen besser schützen. Aber was ist mit Alltagsfahrern? Das Klingeln der Parkplatztür ist nicht nur ärgerlich. Sie wären irrelevant. Die Delle springt automatisch heraus.
Wo gilt das sonst noch?
DARPA sucht auch nach Nutzungsmöglichkeiten, die über das Parken hinausgehen. Die Fähigkeit dieses Materials, Schall-, Stoß- und Vibrationsenergie zu absorbieren, macht es ideal für die Dämpfung in der Luft- und Raumfahrt. Denken Sie an die ruhige Kabine eines Jets oder Flugzeugs.
Auch Energy-Harvesting-Systeme haben Potenzial. Erfasst unnötige Vibrationen und wandelt sie in Strom um. Oder bessere Batterien herstellen. Diese Konstruktion sorgt für einen Rahmen, der ohne zusätzliches Gewicht mehr Energie aufnehmen kann.
Das ist alles noch im experimentellen Stadium. Der Herstellungsprozess ist komplex. Es war ein großer Berg, den es zu erklimmen galt, um es zur Massenproduktion zu bringen. Aber die Physik funktioniert. Das Material ist vorhanden.
Eines Tages, wenn man auf die heutigen Knautschzonen zurückblickt, als grob. Sie können Ihr Auto sogar auf einer Löwenzahnblume parken und lachen. Bis dahin ist der Traum vom Leichtbaufahrzeug mit Selbstheilungskräften näher denn je. Erwarten Sie nicht, es morgen bei Ihrem Händler zu sehen.
