Helm mit Nanoschaum schützt Gehirn effektiv

Dezember 2, 2022

Wissenschaftler der University of Wisconsin-Madison nutzen gezielt Kohlenstoffnanoröhrchen aus

Foto: Nanoröhrchen und daraus hergestellter Absorber (Illustration: Ramathasan Thevamaran, wisc.edu)

Ein Schaumstoff auf der Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen verbessert die Schutzwirkung von Helmen, wie sie Zweiradfahrer und Soldaten tragen, um das 18-Fache. Das Material von Forschern der University of Wisconsin-Madison (https://www.wisc.edu) absorbiert bei einem Aufprall 18 Mal mehr Energie als bisheriges Schockabsorbermaterial, wie es in Helmen des US-Militärs eingesetzt wird. Entsprechend geringer sind die Folgen von schweren Erschütterungen, etwa beim unfallbedingten Aufprall auf die Straße.

Harte Stöße besser überstehen

„Es birgt ein enormes Potenzial für die Energieabsorption und damit für die Minderung der Auswirkungen von harten Stößen, was wiederum die Wahrscheinlichkeit von Hirnverletzungen erheblich senken sollte“, sagt Forschungsleiter Ramathasan Thevamaran. Die Experten haben mit Kohlenstoffnanoröhrchen experimentiert, das sind zylinderförmige winzige Gebilde, deren Wände aus Kohlenstoffatomen bestehen. Diese sind hexagonal angeordnet, bilden also Sechsecke und sind nur eine Atomlage dick.

Kohlenstoffnanoröhrchen haben außergewöhnliche mechanische Eigenschaften. Um ihre Leistung zu verbessern, haben die Experten diese winzigen Gebilde so angeordnet, dass maximale Schockabsorberwirkung zu erwarten war. Die Suche nach den optimalen Design-Parametern des neuen Schaumstoffs gestaltete sich schwierig. Dazu zählen der Durchmesser der Zylinder und ihr Abstand voneinander. Systematische Experimente, in denen jeder Parameter variierte und alle möglichen Kombinationen vorgenommen wurden, brachten den Erfolg.

Ergebnis von 180 Experimenten

„Insgesamt haben wir uns 60 verschiedene Kombinationen angesehen und drei Tests mit jeder Probe durchgeführt, sodass 180 Experimente in diese Studie eingeflossen sind“, unterstreicht Thevamaran. Klare Gewinner waren Zylinder mit einer Dicke von höchstens zehn Mikrometern, die dicht nebeneinander angeordnet waren. Das ergab einen Schaum mit den besten stoßdämpfenden Eigenschaften.

Das neue Material behält aufgrund seiner Kohlenstoff-Bausteine die stoßabsorbierende Wirkung sowohl bei sehr hohen als auch bei sehr niedrigen Temperaturen bei. Damit ist das Material laut den Experten wie geschaffen für extreme Umgebungen. Team Wendy (https://www.teamwendy.com), ein Hersteller von Helmen für das Militär in Cleveland im US-Bundesstaat Ohio, hat die Lizenz für das neue Material bereits erworben.

Related Articles

Künftige Kontaktlinse kontrolliert Computer

Künftige Kontaktlinse kontrolliert Computer

Auge: Neue Hightech-Kontaktlinse steuert künftig den Computer (Foto: Helmut Strasil, pixabay.com) Smartes Hightech-System der Universität Nanjing erfasst Augenbewegungen in hoher Auflösung Neuartige intelligente Kontaktlinsen eines Teams um Fei Xu vom College of...

Briten bauen Strahlenkanone gegen Drohnen

Briten bauen Strahlenkanone gegen Drohnen

So sieht die neue britische Anti-Drohnen-Strahlenkanone aus (Foto: Gabriele Molinelli, gov.uk) Elektromagnetisches Feld zerstört zum Bruchteil der üblichen Kosten wirkungsvoll die Elektronik Ein Team des Defence Science and Technology Laboratory...

15. Mai, Internationaler Familientag

15. Mai, Internationaler Familientag

Neue INSA-Studie belegt, Familie ist für die überwältigende Mehrheit nach wie vor unersetzlich und bleibt Grundlage für Lebensglück- Mehr Kinder sind gewünscht – Starke Kritik an Familienpolitik von Bundesministerin Pau Die überwältigende Mehrheit (87%) sagt, dass für...

Share This