Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology behaupten, ein Material geschaffen zu haben, das so stark wie Stahl und leicht wie Kunststoff ist und den Weg für extrem robuste Herstellung ebnet Telefone und Elektronik in naher Zukunft. Oder es könnte „nur ein weiterer Durchbruch“ werden, der vor der breiten Akzeptanz verloren geht. Bereits 2015 entwickelte das US Naval Research Laboratory (NRL) ein spezielles Keramikmaterial namens Spinell, das viel stärker als Glas ist und angeblich bruchfest ist, wenn ein Riss auftritt. Im Jahr 2016 schlug ein von Forschern der Universität Tokio entwickeltes Polymer namens Polyether-Thioharnstoffe als potenzieller Kandidat für die Herstellung selbstheilender Smartphone-Bildschirme Wellen.
2017 gab es viel Geschwätz um ein neuartiges „Wundermaterial“ für unzerbrechliche Smartphone-Bildschirme, das aus einer Kombination von hexagonalem Bornitrid (hBN), Graphen und C60 hergestellt wurde. Vor einigen Monaten entwickelten Wissenschaftler der McGill University ein glasähnliches Material, das von Muschelschalen inspiriert ist, das nicht wie Glas zerbricht und eine ähnliche Elastizität wie Kunststoff aufweist. Ein Durchbruch von Experten an der University of Queensland im Oktober letzten Jahres detailliert ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Verbundglas aus Nanokristallen namens Bleihalogenid-Perowskite, um Bildschirme herzustellen, die unzerbrechlich und klar wie ein Kristall sind. Das Problem bei all den oben genannten Durchbrüchen ist jedoch, dass es zu keiner Anwendung auf dem Massenmarkt kam, insbesondere für Unterhaltungselektronik wie Telefone und Laptops.
Jetzt haben Wissenschaftler drüben am MIT erstellt ein weiteres äußerst vielversprechendes Material in der Hoffnung, dass es alles vom Smartphone bis zum Baumaterial haltbarer macht. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, ein Polymer herzustellen, das sich automatisch in Form von Schichten zusammenfügt, was zuvor für unmöglich gehalten wurde. Polymere sind im Wesentlichen Ketten aus identischen Molekülen, die als Monomere bekannt sind. Kunststoff ist eines der am weitesten verbreiteten Polymere. Das Team des MIT entwickelte einen einzigartigen Polymerisationsprozess, der es Monomeren ermöglichte, sich in Form von zweidimensionalen Schichten zusammenzusetzen. Diese Folie kann als Schutzschicht auf eine Vielzahl von Gegenständen aufgetragen werden, ähnlich wie eine kratzfeste Beschichtung auf iPhones.
Interessanterweise setzt sich das von MIT-Wissenschaftlern erstellte Material in einer Lösung von selbst zusammen. Dies bedeutet, dass die Massenherstellung viel einfacher ist, da alles, was man braucht, darin besteht, das Rohmaterial kontinuierlich in das Lösungsmedium einzuführen, um Polymerfolien herzustellen. Als 2DPA-1 bezeichnet, verwendete das Team eine Verbindung namens Melamin als Baustein. Melamin wird bereits in Spezial- und Feuerwehrbekleidung verwendet. Das Material lässt keine Gasmoleküle durch, da die Monomere wie Legosteine zusammenpassen sollen. Im Wesentlichen ist eine Beschichtung aus 2DPA-1 auch hervorragend geeignet, um Flüssigkeitsschäden zu verhindern und auch gegen Korrosion wirksam zu sein.
2DPA-1 soll sechsmal so stark sein wie kugelsicheres Glas, basierend auf dem Elastizitätsmodul jedes Materials. Wenn es um die zum Brechen erforderliche Kraft geht, die in Form der Streckgrenze gemessen wird, erwies sich die Kreation von MIT als fast doppelt so stark wie Stahl, obwohl sie nur ein Sechstel der Dichte der Legierung aufweist. Man kann nur hoffen, dass 2DPA-1 aus dem Labor kommt und nicht in der Patenthölle stecken bleibt. Und wenn es irgendwie in die Hände von Herstellern von Unterhaltungselektronik gelangen kann, wird es vielleicht nicht lange dauern, bis ein Mantel aus 2DPA entsteht Smartphones fast kugelsicher oder zumindest bruchsicher.
Quelle: MIT