Deutsch-österreichisch-französisches Forscherteam beobachtet mit einem hundert Nanometer breiten Röntgenstrahl, wie Nanoschichten in gebogenen Hightech-Karbonfasern knicken können
Mit einem nur 100 Nanometer feinen Röntgenstrahl als 'Nanolupe' lassen sich Defekte und Veränderungen in Kohlenstofffasern im Detail untersuchen. Bild: MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung konnten jetzt zusammen mit Kollegen von der Universität Wien und der Europäischen Synchrotronstrahlungsquelle in Grenoble das Phänomen des Knickens von Nanokristalliten in Kohlenstofffasern erstmals direkt beobachten. Die Ergebnisse zeigen, dass fehlende Querverbindungen zwischen den einzelnen Kohlenstoffschichten für das Knicken verantwortlich sind. Diese Erkenntnisse sind wichtig für die Herstellung von Hightech-Materialien aus Karbon.
Hochfeste, ultraleichte und elastische Materialien aus Karbon sind aus dem Hochleistungssport und aus der modernen Luft- und Raumfahrttechnik nicht mehr wegzudenken. Ob Tennisschläger, Rennsportreifen, Hitzeschutzschilder oder sogar Gitarren - Karbonfasern erobern eine wahrlich tragende Rolle in der Werkstoff-Technologie. Der Name bezieht sich dabei auf mikrometerdicke High-Tech-Fasern aus Kohlenstoff, die zur mechanischen Verstärkung anderer Materialien wie Polymere, Metalle oder Keramiken eingesetzt werden. Unter Zug sind solche Fasern zumeist fester als alle anderen bekannten Werkstoffe. Allerdings können Druckbelastungen parallel zur Faserachse zum Ausknicken von Kohlenstoffschichten auf der Nanometerskala führen. Dies ist vergleichbar mit dem Knicken eines langen dünnen Stabes unter Druck.
