{"id":63106,"date":"2025-05-14T13:00:38","date_gmt":"2025-05-14T11:00:38","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=63106"},"modified":"2025-05-14T11:53:17","modified_gmt":"2025-05-14T09:53:17","slug":"forscher-entwickeln-starke-flexible-metamaterialien-140520251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/forscher-entwickeln-starke-flexible-metamaterialien-140520251\/","title":{"rendered":"Je st\u00e4rker, desto besser? Forscher entwickeln starke und flexible Metamaterialien aus dem 3D-Drucker"},"content":{"rendered":"

Metamaterialien<\/a> sind synthetische Materialien, welche durch die Verbindung von verschiedenen mikroskopischen Strukturen au\u00dfergew\u00f6hnliche Eigenschaften aufweisen k\u00f6nnen. Der Fokus auf die gew\u00fcnschten Eigenschaften fiel bis jetzt eher auf st\u00e4rkere und starre Strukturen. Dadurch verliert das Endprodukt nat\u00fcrlich an Flexibilit\u00e4t. Forschende des MIT Instituts haben den Fokus nun stattdessen darauf gelegt, starke sowie zugleich dehnbare Metamaterialien mithilfe des 3D-Drucks<\/a> zu entwickeln.<\/p>\n

Hydrogele waren hier die entscheidenden Ausl\u00f6ser f\u00fcr die Forschung an flexiblen Metamaterialien. Typischerweise haben Hydrogele eine eher weiche und gelee-artige Textur \u2013 eine andere Forschungsgruppe des MIT entwickelte jedoch ein Hydrogel, welches sowohl seine weichen Eigenschaften behielt, zur gleichen Zeit jedoch strapazierbar war. Das Hydrogel wurde durch die chemische Verbindung von verschiedenen Polymer Netzwerken hergestellt, z.B. der Kombination einer starren und einer flexiblen Netzwerkstruktur. Dies inspirierte Dr. Carlos Portela, einem Professor des MIT dazu, Netzwerkstrukturen f\u00fcr Metamaterialien zu kombinieren, um neue mikroskopische Architekturen zu erstellen.<\/p>\n

\"Metamaterialien

Die Struktur des Materials „von weitem“ (Bild: MIT)<\/p><\/div>\n

Das neue Material besteht aus einer starren und br\u00fcchigen Basis aus Plexiglas Polymeren, welche wie ein Gitter aufgebaut ist. Darum konstruierten die Forschenden ein \u201espaghetti-\u00e4hnliches Netzwerk\u201c aus dem gleichen Basismaterial. Die gesamte Konstruktion ist aus mikroskopischen Streben aufgebaut, welche in ihrer Ausgangsform nicht flexibel sind. Doch durch das einzigartige Weben der Streben durch den 3D-Druck, entsteht eine insgesamt dehnbare Struktur.<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Dieses sogenannte \u201eDouble Network\u201c kann auf seine vierfache Gr\u00f6\u00dfe gestreckt werden, ohne komplett zu zerbrechen. Im Vergleich: ein normaler Polymer zerbricht sofort. Dr. Portela beschreibt das Forschungsergebnis als wegweisend, denn \u201eman kann ein Double Network aus Metall oder Keramik drucken und man erh\u00e4lt die gleichen Vorteile. Das bedeutet, dass man sehr viel mehr Energie aufwenden muss, um die Strukturen zu brechen und sie w\u00e4ren signifikant dehnbarer\u201c<\/em>. Das Design des Netwerks kann demzufolge auch auf andere Materialien \u00fcbertragen werden, wie etwa Glas, Keramik oder Metall. Dies funktioniert allein durch die Struktur des Metamaterials \u2013 im Fall eines Bruchs wird das Gewicht der Konstruktion nicht auf die Streben, sondern auf die spiralf\u00f6rmigen Strukturen verlagert. Das Gebilde bricht also nicht sofort, sondern kann weiter genutzt werden. Das Team f\u00fcgte sogar bewusst \u201eFehler\u201c und L\u00f6cher in das Metamaterial ein, weil es nachweislich die Stabilit\u00e4t der Gesamtstruktur erh\u00f6hte.<\/p>\n

Anwendungsbeispiele k\u00f6nnten zum Beispiel Stoffe sein, die nicht rei\u00dfen k\u00f6nnen, flexible Halbleiter, Elektrochip Umh\u00fcllungen, Hilfsstrukturen f\u00fcr die Zucht von Gewebezellen und vieles mehr. Mehr Informationen finden Sie HIER<\/a>.<\/p>\n

Was halten Sie von den Metamaterialien? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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