Superhartes Superglas

In der Welt der Materialwissenschaften sind Festigkeit und Härte nicht nur zwei verschiedene Attribute eines Werkstoffes – es sind Eigenschaften, die selten zusammengehen. Forscher am California Institute of Technology (Caltech) und dem Lawrence Berkeley National Laboratory haben nun eine neuartige Form von Glas entwickelt, die beide Qualitäten besitzt, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Es ist fester und härter als Stahl. Der Werkstoff enthält Palladium, ein Metall, dessen Nutzbarkeit in Gläsern bereits vor 45 Jahren entdeckt worden war.

"Es ist wahrscheinlich das schadenstoleranteste Material, das wir jemals getestet haben", meint Robert Ritchie, Professor an der University of California in Berkeley, der das neue Material untersuchen konnte. Eine solche Belastbarkeit sei mit 100 Prozent Glas bislang nicht erzielt worden, meint der Experte. Außerdem sei das neue Material wahrscheinlich für eine Massenproduktion geeignet. Julia Greer, Juniorprofessorin für Materialwissenschaften am Caltech, die den Werkstoff ebenfalls analysiert hat, glaubt, er habe "das Potenzial, die Einschränkungen, die metallische Gläser bislang hatten, hinter sich zu lassen".

Caltech-Professor Marios Demetriou, Leiter des Forscherteams hinter dem Superglas, baute den Werkstoff schrittweise auf. "Die Achillesferse dieser metallischen Gläser war bislang stets, dass sie Zuglasten oder andere Deformationen kaum aushielten. Dann bricht das Material völlig zusammen", sagt Expertin Greer. Grund dafür sind kleine Defekte, die sich zu einer venenartigen Struktur verbinden. Es entstehen Scherungsbänder – das Glas bricht schon nach sehr geringer Belastung. Demetrious Superglas verhält sich anders: Es formt so viele dieser Scherungsbänder, dass sie selbst ein Muster bilden, das eine Ausbreitung von Rissen verhindert. Auch ändert sich dabei nichts an den grundlegenden Materialeigenschaften.

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(bsc)