CalTech und NTU: Material für leichte Protektoren

Protektoren auf dem Motorrad zu tragen darf 2021 kein Kann mehr sein. Knochen und Haut sind zu wertvoll. Das Problem: Die kleinen Knochenschützer sind immer gleich geformt, haben das gleiche Volumen und sind immer auf Schutz "eingestellt". Was wäre, wenn der Protektor nur dann wirklich spürbar wäre, wenn er schützt? Forscher des Californian Insitute of Technology und der Nanyang Technological University in Singapur haben einen leichten Stoff entwickelt, der sich versteifen kann, bis zum 25-fachen seines eigenen Gewichtes trägt, Stöße absorbiert und aussieht wie ein Kettenhemd aus dem Frühmittelalter. Übrigens: Das 25-fache Gewicht des Chronisten wären knapp fünf Harley Tri Glides zu je 577 Kilo. Da kann jeder für sich selbst kurz rechnen und erkennen: Das Zeug kann was.

Caltech/NTU

Sobald das Geflecht versteift kann es das 25-fache seines Eigengewichts tragen. Im Vakuum oder durch eine Zugkraft verschränken sich die Elemente.

Im Kettenhemd auf die Hausstrecke

Konstruiert ist der neue Stoff aus einem dreidimensionalem Kettengeflecht. Oktaeder, also eine Form aus acht dreieckigen Flächen, sind ineinander verflochten. Die Zwischenräume sind frei, der Stoff ist flexibel. In einem Vakuum verschränkt sich die Struktur und trägt einlagig das 25-fache ihres eigenen Gewichts. Hier liegt ein kleines Problem im Einsatz in Motorradkleidung. Wie soll das Vakuum in Bruchteilen einer Sekunde entstehen? Erinnert an einen Airbag und hier könnte die Lösung für das System liegen, wenn beide Systeme kombiniert werden. Der Airbag als Schutz der Hals- und Brustwirbelsäule und die Protektoren aus dem Kettengewebe. Doch das Versteifen ist nicht auf die Reaktion auf ein Vakuum beschränkt, sondern hängt an primär von einer Zugkraft auf die Struktur ab. Thermodynamische Stoffe oder rein mechanische Zugkräfte lösen den Effekt ebenso aus. In Motorradkleidung vorstellbar. Nicht nur trägt die versteifte Struktur ein Vielfaches des Eigengewichts, sondern absorbiert zusätzlich Stöße. Das Material verformt sich nur um drei Millimeter, wenn eine Stahlkugel von 30 Gramm mit knapp 10 km/h auftrifft, ohne Vakuum oder Zugkraft sind es 26 Millimeter. Klingt zunächst gut, jedoch: Ob die Kraft über die gesamte Struktur verteilt wird oder rein punktuell wirkt ist nicht verbrieft. Letzteres schränkt den Einsatz in Protektoren ein.

Plastik und Metall

Basis der Versuche ist eine Struktur aus Nylon, die per 3D-Druck hergestellt wird. Immer besser werdende Laserschichtverfahren erlauben die Verwendung von Aluminium als Werkstoff, was die Schutzwirkung zusätzlich erhöht. Primär wurde das neue Material entwickelt für nahe am Körper getragene Dinge. Protektoren wären eine Möglichkeit. Exoskelette in der Rehabilitierung oder im Sport stellen sich die Forscher ebenso vor, wie der Einsatz in der Medizin als "Gipsverband." Derzeit ist der Stoff nur zweidimensional in der Erprobung. Mittelfristig sind dreidimensionale Strukturen wie Brücken oder sogar Gebäude denkbar.

Umfrage

Wie haltet ihr es mit der Schutzkleidung?

5954 Mal abgestimmt

Ich fahre immer mit voller Schutzkleidung - je nach Anlass (Reise oder Schönwetterausflug) in Textil- oder Lederkombi.

Ich sehe das nicht so streng, mir reicht bei gutem Wetter auch mal nur der Helm.

Alles außer kurzer Hose ist bei Tagestouren ok.

Ich fahre in Jeans - Motorradjeans, immerhin.

Für mich gehört zur vollen Schutzausrüstung auch eine Warnweste.

mehr lesen

Natürlich klingt es nach Science-Fiction Protektoren aus dynamischen Materialien zu bauen. Die Optik eins altertümlichen Kettenhemds erdet zwar, beweist im Gegensatz aber: Das ist Musik aus der Zukunft. Noch. Der Einsatz in Schutzkleidung für Motorradfahrer ist denkbar, woher der Impuls und die Kraft kommen, damit das Gewebe sich versteift, ist die große Aufgabe hinter der Entwicklung. Vakuum, Wärme- oder Kälte und einfach nur eine Zugkraft sind möglich.

Die Forscher denken nicht primär an Schutzkleidung, sondern planen in Richtung Medizin. Als Ersatz für Gipsverbände wie als Teil von Exoskeletten in der Rehabilitation, als Stützmanschette im Sport oder beim Heben schwerer Lasten ist der neue Stoff denkbar. In weiteren Schritten stellen die Entwickler sich vor das Material in dreidimensionalen Formen wie Gebäuden oder Behelfsbrücken einzusetzen.