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Inspiriert von Grapefruits Kommt das unknackbare Fahrradschloss?

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Das neue Material "Proteus" lässt sich auch mit einem Trennschleifer nicht durchschneiden.

(Foto: picture alliance / dpa)

Gute Nachrichten für Fahrradbesitzer: Ingenieure haben ein Material entwickelt, das Schlösser unknackbar machen soll. Ihre Inspiration für das Material mit dem Namen "Proteus" haben sie in der Natur gefunden, bei der Grapefruit und bei Seeschnecken.

Etwa 300.000 Fahrräder werden jedes Jahr in Deutschland als gestohlen gemeldet. Die Dunkelziffer der geklauten Bikes dürfte noch wesentlich höher sein. Gerade wer in der Stadt wohnt, muss immer damit rechnen, dass der eigene Drahtesel gestohlen wird. Da helfen meist auch die teuersten Schlösser nicht. Diebe brauchen dann zwar etwas länger, aber am Ende ist das Rad trotzdem weg.

Doch möglicherweise brechen für Fahrraddiebe bald schwerere Zeiten an. Forscher haben das erste Material der Welt entwickelt, das man selbst mit den besten Werkzeugen nicht durchschneiden kann. Das Material besteht aus Keramikkugeln, die in eine Zellstruktur aus Metallschaum eingebettet sind. Entwickelt hat es ein Team von Ingenieuren der Durham University in England und dem deutschen Fraunhofer-Institut.

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Die Schalen von Abalonen können selbst Haie nicht zerstören.

(Foto: picture alliance / dpa)

"Im Grunde ist das eine Kombination aus zwei natürlichen Strukturen, die wir noch ein bisschen modifiziert haben und die in einem komplexen System miteinander interagieren. Die Inspiration für das erste Element sind Muschelschalen und die Häuser von Abalonen, einer Art von Meeresschnecken. Sie sind extrem robust und schwer zu durchbrechen", erklärt Stefan Szyniszewski von der Durham University im ntv-Podcast "Wieder was gelernt". Selbst Haie oder andere Raubtiere schaffen es nicht, die harten Schalen zu durchtrennen.

Ingenieure lassen sich von der Natur inspirieren

Die Ingenieure um Stefan Szyniszewski haben bei der Suche nach einer Struktur, die überall eingesetzt werden kann, wo Schneidwerkzeuge keine Chancen haben sollen, ganz bewusst nach Inspiration in der Natur gesucht. Aber natürlich sind hochmoderne Elektrowerkzeuge wie Winkelschleifer oder Bohrer anders aufgebaut als die Zähne eines Hais. "Deshalb habe ich mir Gedanken gemacht über die Schwächen von modernen Schneidwerkzeugen", sagt Szyniszewski. Er ist zu dem Ergebnis gekommen, dass alles, was sich schnell bewegt, für Vibrationen anfällig ist. "Denken Sie zum Beispiel an ein Gelee. Sie legen ein paar Kugeln dort rein und wenn Sie die mit einem Messer erreichen wollen, müssen Sie durch das Gelee. Das beginnt dann aber zu vibrieren. Je mehr Sie schneiden wollen, desto mehr vibriert es."

Deshalb haben die Ingenieure ein Material entwickelt, das die Vibrationen des Schneidwerkzeugs einfängt und verstärkt. Die Keramikkugeln im Innern des Materials vibrieren so stark, dass sie das Werkzeug abstumpfen und es deshalb nicht schneiden kann. Einige Kugeln zerbrechen währenddessen in feinste Partikel, die den Metallschaum noch dichter machen. Das Werkzeug hat dann keine Chance mehr. "Wir haben es mit Winkelschleifern, Bohrern und dem Wasserstrahlschneiden versucht. Das Material hat standgehalten", bilanziert Szyniszewski.

Weitere Inspiration haben die Ingenieure in der Schale der Grapefruit gefunden. "Bei der Grapefruitschale ging es nicht in erster Linie um Schnittfestigkeit, sondern um die Struktur. Sie ist sehr leicht, aber sie schützt die Frucht vor Stößen, wenn sie vom Baum fällt. Das hat mich auf die Idee gebracht, dass wir unsere feste Struktur durch diese leichte, aber stabile Zellstruktur ersetzen könnten", so Szyniszewski.

Anwendung im Sicherheitssektor

Das Material, das dabei herausgekommen ist, haben die Forscher nach dem griechischen Gott Proteus benannt - dem Beschützer der Meerestiere. Der Legende nach konnte Proteus beliebig seine Form verändern - so wie auch das Material seine Form verändert, wenn man versucht, es zu zerschneiden. Aber ist es wirklich unkaputtbar? Stefan Szynieszewski räumt ein, man könne es theoretisch schmelzen. "Ob das wirklich geht, untersuchen wir gerade, aber ja, es ist eine Möglichkeit." Jedoch gibt es auch da bereits einen Lösungsansatz. "Wenn wir die Wärme schneller abführen können, als sie zugeführt wird, wird der kritische Schmelzpunkt nie erreicht. Wie das gelingen kann, weiß ich noch nicht, aber ich denke, es ist möglich."

Selbst wenn man das Proteus-Material tatsächlich zum Schmelzen bringen kann - eine wirkliche Alternative dürfte das selbst für die ausgebufftesten Fahrraddiebe nicht sein. "Ich hoffe, dass schon in ein bis zwei Jahren das erste Produkt auf den Markt kommt", sagt Szynieszewski, der darauf verweist, dass es bereits Anfragen von Herstellern von Schlössern gebe. Aber auch Banktresore, Schutzanzüge, Schutzhelme oder die Sohle von Sicherheitsschuhen seien mögliche Anwendungsbereiche. "Generell scheint der Sicherheitssektor ein gefragter Bereich zu sein."

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Quelle: ntv.de