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Leichtbau

Wissenschaftler erzeugen Schwarzite im 3D-Druck

Forschern der amerikanischen Rice University ist es erstmals gelungen, die extrem leichten Schwarzite mit einem 3D-Drucker aus Polymer herzustellen.

03.12.2017
Marie-Lucine Tapyuli
Wiley Verlag
Wissenschaftler erzeugen Schwarzite im 3D-Druck (Foto: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA)

Schwarzite sind nach dem deutschen Mathematiker Hermann Schwarz benannt, der die Existenz solcher Formen um das Jahr 1880 erstmals theoretisch vorhersagte. Der Ajayan Research Group von Prof. Dr. Pulickel Ajayan an der Rice University in Houston ist es gelungen, mit Moleküldynamiksimulationen den Aufbau von Schwarziten zu analysieren und diese Simulationen in Form eines Polymerwürfels auszugeben. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen ("Multiscale Geometric Design Principles Applied to 3D Printed Schwarzites") sind in der Zeitschrift Advanced Materials veröffentlicht .

Schwarzite sind sehr komplexe, poröse Gebilde. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie nur eine minimale Oberfläche aufweisen und daher äußerst leicht sind. Gleichzeitig besitzen sie ungewöhnliche Verformungseigenschaften: Sie verformen sich nur langsam und Schicht für Schicht. Der Effekt ist vergleichbar mit den Eigenschaften von Muschelschalen, die unter Druck zunächst nachgeben. Würde man ein Gebäude aus Schwarziten errichten, so würde es durch eine herabfallende Last, etwa ein schweres Bauteil, nicht einbrechen, sondern sich so langsam verformen, dass die Bewohner noch Zeit hätten, ins Freie zu gelangen.

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