Bauletter, BAULINKS.de-Meldungen, vom 14.9.2011

Auxetische Materialien: sie werden breiter, wenn man daran zieht

Die Erfahrung lehrt, je stärker ein elastisches Gummiband in die Länge gezogen wird, desto schmaler wird es. Wissenschaftler an der Friedrich- Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) beschäftigen sich mit Materialien, die ganz gegensätzlich reagieren: Sie werden beim Strecken breiter und beim Zusammendrücken schmaler. Diese neuen - so genannten auxetischen - Materialien besitzen wertvolle mechanische Eigenschaften. Sie können viel Energie aufnehmen oder sind besonders bruchfest und lassen sich in der Praxis vielseitig einsetzen: beispielsweise in Stoß- und Schalldämpfern oder auch als Knochenersatzstoffe und Implantate in der Medizintechnik.

Die Erlanger Forscher aus den Bereichen Leichtbau und Modellierung des Exzellenzclusters Engineering of Advanced Materials haben diese ungewöhnlichen Strukturen entworfen und optimiert. Darüber berichten sie in zwei Aufsätzen der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Advanced Materials:

  • „Design of Auxetic Structures via Mathematical Optimization” von J. Schwerdtfeger, F. Wein, G. Leugering, R. F. Singer, C. Körner, M. Stingl und F. Schury (DOI: 10.1002/adma.201004090) und
  • „Finding Auxetic Frameworks in Periodic Tessellations“ von H. Mitschke, J. Schwerdtfeger, F. Schury, M. Stingl, C. Körner, R. F. Singer, V. Robins, K. Mecke and G.E. Schröder-Turk (DOI: 10.1002/adma.201100268).

Auxetische Materialien sind physikalisch durch eine negative Querkontraktionszahl charakterisiert, einer Größe aus der Mechanik bzw. Festigkeitslehre, die das Verhalten eines Körpers unter dem Einfluss einer Zugkraft bzw. Druckkraft beschreibt. Ihre komplexen Strukturen und Geometrien wurden in interdisziplinären Clusterprojekten, an denen Mathematiker, Physiker und Werkstoffwissenschaftler beteiligt sind, durch Modellierung und Simulation zunächst im Computer entwickelt und in einem zweiten Schritt dann mit einem Rapid-Manufacturing-Verfahren, in diesem Fall dem selektiven Elektronenstrahlschmelzen, produziert. Dabei wird das Bauteil mit Hilfe eines Elektronenstrahls durch selektives Schmelzen schichtweise aus Metallpulver aufgebaut.

Neben dem Design auxetischer zellularer Metalle spielt die Modellierung und Simulation auch in vielen anderen Bereichen im Erlanger Exzellenzcluster eine entscheidende Rolle, so etwa im Bereich der Computerchemie oder bei der Entwicklung optischer Metamaterialien auf der Nanoskala. Über ihre Forschungsarbeit berichten die Wissenschaftler in 20 Aufsätzen des Sonderbands „Hierarchical Structures Towards Functionality“ der Zeitschrift Advanced Materials, der ganz dem Exzellenzcluster Engineering of Advanced Materials gewidmet ist. (Online-Ausgabe unter http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.v23.22/23/issuetoc).

Für den Band haben mehr als 60 Wissenschaftler aus allen acht Disziplinen des Clusters mehr als ein Jahr geplant und geschrieben, bis das fast 200 Seiten umfassende Heft fertig gestellt war. Es enthält verschiedene Übersichtsartikel aus den Materialbereichen Nanoelektronik, Optik und Photonik, Katalyse und Leichtbau, die Aspekte der bisher im Exzellenzcluster geleisteten Forschung zusammenfassen sowie neun Artikel mit aktuellsten und erstmals publizierten Ergebnissen. ... Leichtbau ist ein gutes Stichwort. Starten wir damit doch in die heutigen Bauletter/Baulinks-Beiträge:

  

Massiv aussehende Leichtbau-Balkone für ehemaliges Bürohochhaus 
Dunkle Ecken, unsanierte Wohnungen, fantasielose Fassaden: Der Gewerbe- und Wohnkomplex an der Goltsteinstraße in Köln, errichtet in den 70er Jahren, war unansehnlich geworden und verwaiste zusehends. Um sein Potenzial aufgrund der Lage zu nutzen, wurde der gesamte Komplex saniert - und zwar in gehobener Ausstattung mit großzügigen Balkonen in Leichtbauweise.

Frei auskragende Balkone für aktuell Deutschlands größtes Denkmalwohnprojekt 
Monroe Park in Berlin-Lichterfelde: Das Areal steht unter Denkmalschutz und umfasst stolze 45.000 m² Gesamtgrundstücksfläche. Die Anbringung frei auskragender Balkone soll eine optische Aufwertung des Gebäudeensembles schaffen und für zusätzlichen Wohlfühlfaktor sorgen. Die thermische Trennung der 180 Balkone von der denkmalgeschützten Altbausubstanz wird mit den Komplettlösungen von Schöck Balkonsysteme umgesetzt.

Sto-Rotofix plus hält Dämmplatten ohne Kleber 
Das Dübelsystem Sto-Rotofix plus erleichtert das Ausgleichen von Unebenheiten an Fassaden bis 70 mm und die Justierung von Dämmplatten, so dass eine ebene, lotrechte Dämmfläche entsteht.

WDVS-Dämmplatte von Knauf Insulation für die versenkte Verdübelung zugelassen 
Mineralwolle-Dämmstoffe von Knauf Insulation für Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) verfügen ab sofort über eine erweiterte Allgemeine Bauaufsichtliche Zulassung: Die Putzträgerplatte FKD-T C2 ist ab 100 mm Dämmstoffdicke für die versenkte Dübelung zugelassen. Diese sorgt für eine gleichmäßige Dämmstoffoberfläche und verhindert Abzeichnungen des Dübels (Panthereffekt)

Putzträgerbrandriegel in der WLG 035 mit beidseitiger Haftbeschichtung 
Mit dem Putzträgerbrandriegel FKD-T FB C2 stellt Knauf Insulation Anbietern von Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS) einen Mineralwolle-Brandriegel mit dem Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,035 W/mK zur Verfügung. Er ist eine wirtschaftliche Lösung für den Brandschutz an WDVS aus Polystyrol-Hartschaum (EPS), der dank einer beidseitigen Haftbeschichtung eine optimale Klebemörtel- und Armierungsmörtelhaftung verspricht.

Verkaufsstart für neue Trockenplatte Inthermo HFD-Exterior Compact 
Zum Herbstbeginn 2011 bringt der mittelständische Bauzulieferer und WDVS-Entwickler Inthermo eine neue Dämmplatte auf den Markt: Die Holzfaserdämmplatte HFD-Exterior Compact wird gemäß DIN EN 13171 im modernen Trockenverfahren produziert.

Neuer Wissenskompass der Bernhard-Remmers-Akademie für Bauprofis 
Der Wissenskompass der gemeinnützigen Bernhard-Remmers-Akademie verspricht Bauprofis auch in der kommenden Seminarsaison ein sicheres Navigieren im Markt der Bauwerterhaltung.

 

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