Nanoröhren im Dauerfeuer
Eine mit Kohlenstoffnanoröhren versetzte Weste könnte einem Kugelhagel standhalten
Schusssichere Westen könnten schon bald dünner, leichter und vor allem sicherer sein – dank der Nanotechnologie. Forscher in Australien haben mittels Computersimulationen herausgefunden, dass Kohlenstoffnanoröhren dem Einschlag von Projektilen mit Geschwindigkeiten von bis zu 2.000 Metern pro Sekunde standhalten können. Dies hängt mit der hohen Elastizität der winzig kleinen Röhrchen zusammen, die beim Aufprall wie eine Feder zurückschnellen. Die Forscher glauben, dass Gewebe aus Kohlenstoffnanoröhren schon bald zu diesem Zwecke eingesetzt werden können.
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Die hohe Elastizität von Kohlenstoffnanoröhren bewirkt, dass diese große Mengen kinetischer Energie, wie sie beim Aufprall eines Projektils abgegeben werden, aufnehmen können. Liangchi Zhang und seine Kollegen von der Universität von Sydney haben nun in einer Computersimulation untersucht, wie sich eine einzelne Röhre beim Aufprall einer winzig kleinen Kugel aus Diamant verhält.
Dazu modellierten die Forscher dieses Problem mit Hilfe eines komplizierten Algorithmus, der die Wechselwirkungen zwischen den Atomen der Röhre und dem Projektil relativ genau widerspiegelt. Das Ergebnis ist wahrhaft überraschend – die Röhrchen konnten selbst Projektilen mit Geschwindigkeiten von bis zu 2.000 Metern pro Sekunde standhalten. In Handfeuerwaffen etwa werden Kugeln auf Geschwindigkeiten im Bereich von 1.000 Metern pro Sekunde beschleunigt, in Gewehren zumeist auf 1.500 Meter pro Sekunde.
Die Widerstandskraft ist der Studie nach am größten, wenn das Projektil auf das Zentrum der Röhre geschossen wird. Zudem können die Röhrchen selbst einem Kugelhagel widerstehen, wenn das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einschlägen groß genug ist, so dass die aufgenommene Energie an die Umgebung abgegeben werden kann.
Zhang schätzt, dass mit Kohlenstoffnanoröhren versetzte Westen mit einer Dicke von nur wenigen Millimetern auskommen werden. Die Forscher suchen nun nach Partnern, um Prototypen der Weste herzustellen.
Nanotechnology, Band 18, Artikel 475701
Stefan Maier
