Ein Draht kann so lange gebogen werden, bis er bricht. Manchmal reichen schon wenige Male hin und her biegen aus, bis der Draht in Zwei ist. Ein Forscherteam unter deutscher Leitung hat nun jedoch eine Formgedächtnislegierung gefunden, die nahezu unendlich oft verformt und gebogen werden kann. Die Legierung besteht aus Titan (54 Atomen) Nickel (34 Atomen) und Kupfer (12 Atomen).


Formgedächtnismaterial
Supermaterial kann mehr als 10 Millionen Mal verformt werden via Nature

Supermaterial eröffnet neue Anwendungsbereiche

Das neue Supermaterial kann den Wissenschaftlern zufolge mehr als zehn Millionen Mal verformt werden, ohne dass es bricht. Eckhard Quandt von der Universität Kiel und seine Kollegen berichten im Fachblatt „Science“ von dem neuen Material. Titan-Nickel-Legierungen mit einem Formgedächtnis sind bereits seit 1960 bekannt. Formänderungen und ein Zurückschnellen können durch Erhitzung und Abkühlung aber auch durch mechanischen Druck oder Verbiegen herbeigeführt werden. Bisher bekannte Legierungen halten die Wechselspiele einige Tausend Male durch, bis diese Risse bekommen. Quandt und Kollegen schreiben dazu, dass die im Metall stattfindende Umwandlung der Kristallstrukturen zwischen den beiden Phasen nicht mehr in der Gänze gelingt, so dass in der Folge Risse entstehen.

Die neue Legierung, bestehend aus 54 Titan-, 34 Nickel- und 12 Kupferatomen, zeigt jedoch auch nach zehn Millionen Zyklen nahezu keinen Verschleiß an. Das Material wurde im Rahmen der Untersuchungen hauchdünn ausgegeben und millionenfach verformt. Anschließend wurde die Super-Legierung mittels Röntgenstrahlbeugung und hochauflösender Elektronenmikroskopie 22 und 87 Grad Celsius untersucht.


„Die Kopplung von Elastizität, Elektrizität, Magnetismus und Temperatur schafft viele Möglichkeiten für Sensoren, Aktoren, mikroelektronische und optische Geräte, Informationsspeichermedien.“, schreibt Richard James von der University of Minnesota in Minneapolis, der vor zwei Jahren ein Material aus Zink, Gold und Kupfer fand, welches bis zu 16.000 Mal gebogen werden konnte. Wissenschaftler sehen auch Anwendungspotential im medizinischen Bereich, etwa bei künstlichen Herzklappen oder aber auch für die Entwicklung neuartiger Kühlaggregate.

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