Inspiriert von der Natur: Diese Wissenschaftler formen Metall ohne Hitze

Metall ohne Hitze formen - ein Traum, der dank eines Forscherteams aus Singapur Wirklichkeit wurde.

Inspiriert von den natürlichen Prozessen, die bei bestimmten Meeresorganismen beobachtet werden, haben diese Wissenschaftler eine Methode entwickelt, die die Metallindustrie revolutionieren könnte. Ihr innovativer Ansatz, der in Advanced Functional Materials detailliert beschrieben wird, basiert auf der Verwendung von Chitosan, einem Derivat von Chitin, einem in der Natur reichlich vorhandenen organischen Material.


Chitin, das in den Schalen von Krustentieren, Pilzen und vielen anderen Organismen vorkommt, zeichnet sich durch seine Leichtigkeit und Widerstandsfähigkeit aus. Diese Eigenschaften machen es zu einem bevorzugten Material für Ingenieure, die nach nachhaltigen Lösungen suchen. Wie Javier Fernandez, Associate Professor an der Singapore University of Technology and Design (SUTD), erklärt, findet die Natur effiziente Lösungen ohne intensive Energiequellen. Diese Beobachtung veranlasste sein Team, die Anwendung von Chitin in der Metallurgie zu erforschen.

Die von den Forschern entwickelte Methode ermöglicht es, funktionale Metallstrukturen bei Raumtemperatur zu formen – eine Premiere auf diesem Gebiet. Durch die Verwendung von in Wasser gelöstem Chitosan haben sie ein metallchitinhaltiges Komposit erstellt, indem sie Metallpartikel einführten. Beim Verdampfen des Wassers binden die Chitosan-Moleküle die Partikel und bilden einen festen Verbund, der zu 99,5 % aus Metall besteht. Diese Technik erfordert weder Schmelzen noch hohen Druck, im Gegensatz zu den traditionellen metallurgischen Methoden.

Obwohl die erhaltenen Komposite keine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, bieten sie eine gute elektrische Leitfähigkeit und können im 3D-Druckverfahren verwendet werden. Diese Eigenschaften machen sie besonders interessant für Anwendungen in der Elektronikindustrie, insbesondere für die Herstellung von nicht tragenden Bauteilen oder Batterieelektroden. Javier Fernandez betont, dass diese Technologie die traditionellen Methoden nicht ersetzt, sondern umweltfreundlichere ergänzende Alternativen bietet.


Die von dieser Innovation gebotenen Perspektiven sind vielversprechend. Das Team von Javier Fernandez hat bereits ein Patent für diese Fertigungsmethode angemeldet und arbeitet nun an der Entwicklung von biologisch abbaubaren 3D-Elektronikkomponenten. Ein Fortschritt, der den Weg für effizientere und nachhaltigere Produktionsmethoden in der Elektronikindustrie ebnen könnte.