Idealer Crash-Schutz

Eine neuartige Beschichtung aus nanokristallinem Nickel macht konventionelle Metallschäume sehr stabil. Sie sind daher ein idealer Crash-Schutz für Fahrzeuge Bild: Uwe Bellhäuser

Konventionelle Metallschäume können jetzt die Aufprall-Energie bei einem Unfall um das Zehnfache mildern – dank einer besonderen Beschichtung aus nanokristallinem Nickel.

Die Knochen von Menschen und Tieren haben eine schaumartige Struktur und sind deshalb leicht und trotzdem sehr stabil. Diese Struktur wird von Materialforschern nachgeahmt – unter anderem mit Metallschäumen, die als Leichtbauelemente verwendet werden. Rolf Hempelmann, Professor für Physikalische Chemie der Universität des Saarlandes, und sein Team haben nun eine neuartige Beschichtung für konventionelle Metallschäume entwickelt, die aus nanokristallinem Nickel besteht. Sie macht den Schaum so stabil, dass er zehn Mal mehr Energie absorbieren kann als ein unbeschichteter Schaum. Beschichte Metallschäume sind daher laut Hempelmann der ideale Crash-Schutz für Autos oder Züge. Denn die beschichteten Metallschäume halten nicht nur höheren Druck aus als herkömmliche Schäume, sondern sind auch steifer und weniger anfällig für Zugkräfte – und das bei nur minimaler Gewichtszunahme.

Die Beschichtung erfolgt in einem galvanischen Bad. „Dabei wird die nanokristalline Nickelschicht elektrochemisch auf den feinen Verstrebungen des Schaums abgeschieden", erläutert Rolf Hempelmann. Rund 100 Mikrometer, also ein Zehntel Millimeter dick, ist diese Schicht aus nanokristallinen Nickelteilchen.

„Unsere Beschichtung folgt einem Konstruktionsprinzip, das wiederum der Natur abgeschaut ist", sagt der Chemiker „Die extrem harte Beschichtung, die die Streben umkleidet, ist der Struktur eines Bambusstabs vergleichbar, der durch seine äußere harte Schicht unglaubliche Festigkeiten erreicht." Und dies ist noch nicht das Ende der Entwicklung: „Um die Druckfestigkeit der Metallschäume noch weiter zu erhöhen, kann man sie zusätzlich noch mit einem Polymer-Schaum füllen", sagt der Saarbrücker Wissenschaftler.