Perlmutt als Vorbild - Forscher produzieren ultrastabiles Glas

Perlmutt ist die innerste Schicht von Muschelschalen. Das Verbundmaterial aus Calciumcarbonat und organischem Material dient den Tieren als Schutz gegen Fressfeinde. Es ist ähnlich aufgebaut wie eine Ziegelsteinmauer. Organisches Material, der "Mörtel", befindet sich zwischen den harten, aber brüchigen Aragonit-Plättchen, den "Ziegeln". Risse können sich nur unter hohem Energieaufwand ausbreiten.

Tests an künstlichen Materialien

Kanadische Wissenschaftler haben sich dieses Prinzip zu eigen gemacht und es auf künstliches Material übertragen. Sie beschossen Borosilikatgläser, wie sie in Laboren als Behälter genutzt werden, mit einem starken Ultraviolettlaser. Dessen Licht drang durch das Glas und erzeugte genau im Brennpunkt winzige Risse. Die Forscher erstellten so millimetergroße Strukturen. Lagen die Stellen zwischen 80 und 130 Mikrometer auseinander, erwies sich das Glas als stabiler, und zwar um das Hundertfache. Die Dehnbarkeit stieg um mehr als das Zwanzigfache.

Festigkeit von Materialien

Mit Polyurethan als Klebstoff ließ sich die Festigkeit noch einmal um das Anderthalbfache steigern. Dazu ließen die Wissenschaftler das Kunstharz in die Mikrostrukturen einsickern. Mit diesem Verfahren wollen sie Glas, Keramik und andere harte, spröde Materialien stabiler machen. In weiteren Versuchen mit noch kleineren Strukturen soll die Festigkeit weiter erhöht werden.