Biegsamer, elastischer Kalk

Biegsamer, elastischer Kalk

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Teaserbild-Quelle: Ernst Hackel/wikimedia.org
Einen elastischen Kalk, der ähnlich wie ein Tiefseeschwamm aufgebaut ist, haben Wissenschafter der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz und des Max-Planck-Institutes für Polymerforschung entwickelt. Das Hybridmaterial weist einen Mineralanteil von fast 90 Prozent auf.

 

Ernst Hackel/wikimedia.org
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Glasschwämme leben meist in tiefen Gewässern. Sie weisen in ihrem Skelett sechsstrahlige oder davon ableitbare Nadelformen auf .

 

Die Forscher haben nach dem Vorbild von Tiefseeschwamm-Skletten Schwammnadeln* aus dem Mineral Calciumcarbonat und einem Protein des Schwamms nachgebaut. -  Schwammnadeln sind Skelettelemente und unterstützen die Struktur. Sie sind sehr hart, stachelig und schwer zu durchtrennen. In der Natur funktionieren sie wie ein Verteidigungs-System.

Minerale gelten als hart und spröde und zerbrechlich. Im Gegensatz zu den Tiefseeschwämmen, die vor allem aus Mineralien bestehen, ist das neue „nachgezüchtete“ Material flexibel wie Gummi. Die synthetischen Schwammnadeln lassen sich biegen ohne dass sie dabei brechen. Dieses Phänomen begründen die Forscher mit dem Anteil einer organischen Substanz, von der im neuen Material zehn Mal mehr vorkommt als in natürlichen Schwammnadeln aus der Tiefsee  ausmacht.

Im Labor gezüchtet

Die Laborzüchtung der Schwammnadeln basiert auf Calciumcarbonat in Form von Calcit und Silicatein-α als Ausgangsmaterial. Nach sechsmonatiger Reifezeit ist aus einem amorphen Material eine kristalline Substanz entstanden in dem, wie ausgeführt wird, die Calcit-Nanokristalle wie bei einem Backstein-Mauerwerk aneinander gelagert und vom Protein zementähnlich verklebt sind. Die Nadeln haben eine Länge von 10 bis 300 Mikrometer und einen Durchmesser von 5 bis 10 Mikrometer. In der  Science Veröffentlichung wird auch eine weitere Besonderheit beschrieben: die synthetischen Nadeln können auch in gebogenen Zustand Lichtwellen leiten.

Den Wissenschaftlern um Wolfgang Tremel von der Uni Mainz und Hans-Jürgen Butt, Direktor am Max-Planck-Insitut für Polymerforschung, ist es sicher gelungen, ein in vieler Hinsicht viel versprechendes neues Material zu entwickeln. Aber wie und vor allem bis wann das neue Hybridmaterial breit eingesetzt wird, zum Beispiel als neues extrem widerstandsfähiges, dauerelastisches Dichtungsmaterial, darüber gibt es noch keine Angaben. (mai/mgt)