Hochleistungsgewebe aus der neuen Hochleistungsfaser (Foto: Jin Zhang Group, english.pku.edu.cn)
Neuer Verbundwerkstoff von Forschern der Universität Peking entthront bisherige Keflar-Faser
Forscher der Universität Peking (https://english.pku.edu.cn/) haben Keflar als schussfesteste Faser mit einem neuen Verbundwerkstoff entthront. Dieser ist dünner, stärker, widerstandsfähiger und besser als Keflar geeignet, Kugeln von Menschen, die entsprechende Westen Tragen, und gepanzerten Fahrzeugen abzuwehren. Keflar, das heute der Goldstandard ist, lässt sich nicht weiter verbessern. Bei Versuchen, das Material noch fester zu machen, wurde es spröde, sodass die Fähigkeit, Kugeln abzufangen, sich verschlechtert.
Durchbruch mit Nanoröhren
Forschungsleiter Jin Zhang hat mit seinem Team sechs Jahre lang daran gearbeitet, eine Faser zu entwickeln, die Keflar übertrifft. Die Lösung besteht zwar aus heterozyklischem Aramid. Das ist eine Hochleistungsfaser ähnlich wie Keflar. Doch Jin und seine Kollegen haben diese mit langen Kohlenstoffnanoröhren verstärkt. Diese sind unglaublich steif und leicht, obwohl sie viel dünner sind als ein menschliches Haar.
Allein können diese jedoch nicht die Energie, die beim Aufprall einer Kugel frei wird, absorbieren und damit unschädlich machen. Dies gelingt nur im Verbund mit der Aramidfaser. Die erwünschte Wirkung stellt sich nur ein, wenn beide Fasern fest miteinander parallel zueinander ausgerichtet und verbunden sind. Dies technisch zu bewerkstelligen, hat Jin und sein Team mehrere Jahre gekostet. Diese Verbindung ist von grundlegender Bedeutung, da sie die Komponenten so fest miteinander verbindet, dass die Ketten bei einem Aufprall nicht aneinander vorbeigleiten können. Nur so kann das Material mehr Energie absorbieren, ohne dabei zu versagen.
Mehr als doppelt so wirksam
Die Wissenschaftler haben ihren revolutionären Verbundwerkstoff beschossen und dabei festgestellt, dass seine Fähigkeit, Energie zu absorbieren, mehr als doppelt so hoch ist wie bei Keflargeweben. Daraus hergestellte kugelsichere Westen und Panzerungen von Autos werden deutlich dünner und leichter sein als jene, die heute gebräuchlich sind, heißt es abschließend.
