Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung

Dr. Jörg Weißmüller vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) und der Technischen Universität Hamburg-Harburg sowie Dr. Haijun Jin vom Metallforschungsinstitut in Shenyang, China, haben dafür den Prozess der Korrosion genutzt. Sie gaben Edelmetalle wie Gold oder Platin in eine säur ehaltige Lösung und steuerten die Korrosion präzise dahingehend, dass ein Netzwerk aus Porenkanälen mit Durchmessern von nur wenigen Atomgrößen in das Metall eingearbeitet wurde. Dann füllten sie eine leitfähige Flüssigkeit, etwa Kochsalzlösung oder verdünnte Säure, in die Poren. Dadurch entsteht ein Hybridmaterial aus Metall und Flüssigkeit, in dem sich die Ionen der Flüssigkeit frei bewegen können. Eine äußere Spannung führt so zu elektrischer Aufladung der metallischen Grenzflächen, ähnlich den Raumladungszonen in Halbleiterbauelementen der Mikroelektronik. Überraschenderweise fanden die Wissenschaftler, dass sich nun durch ein äußeres elektrisches Signal die mechanischen Eigenschaften des neuen Werkstoffs steuern lassen. Bei Bedarf lässt sich die Festigkeit des Materials verdoppeln oder aber ein weniger fester, dafür aber plastisch formbarer Zustand einstellen. Noch funktioniert das nur im Labor, die Forscher können sich jedoch konkrete Anwendungen schon gut vorstellen. Prinzipiell kann das Material unter Belastung sogar selbst elektrische Signale erzeugen, die dann wiederum auf seine mechanischen Eigenschaften einwirken. Damit wäre es möglich, in Bereichen mit hoher Belastung eine lokale Verfestigung einzustellen und Schäden durch Risse zu verhindern oder gar auszuheilen.

HZG/Red.