medizin&technik 02.2019

VISIONEN 6

VISIONEN 6 medizin&technik 02/2019

Platten – auch für Implantate Steifer geht es kaum: Forscher der ETH Zürich und des MIT haben neue innere Strukturen für Materialien entwickelt, die Kräfte aus nicht nur einer Richtung, sondern aus allen drei Dimensionen aufnehmen müssen und gleichzeitig extrem steif sind. Mathematisch ließ sich zeigen, dass die neue Konstruktionsweise extrem nahe an die theoretisch zu errechnende Steifigkeitsobergrenze kommt. Mit anderen Worten: Es ist praktisch unmöglich, andere Materialstrukturen zu entwickeln, die bei gegebenem Gewicht noch steifer sind. Charakteristisch für die neue Konstruktionsweise ist, dass die Steifigkeit im Materialinnern nicht mit Gitterstäben, sondern mit sich regelmäßig wiederholenden Plattenstrukturen erreicht wird. Die ETH-Wissenschaftler um Dirk Mohr, Professor für numerische Materialmodellierung in der Fertigung, haben die Strukturen zunächst am Computer entwickelt. Anschließend stellten sie sie im 3D-Druck im Mikrometermaßstab aus Kunststoff her. Die Vorteile dieser Konstruktionsweise gelten aber universell: bei allen Materialien und auch auf allen Größenskalen, vom Nanometermaßstab bis ganz groß. Möglichen Anwendungen sind laut Mohr kaum Grenzen gesetzt. Medizinische Implantate, Laptopgehäuse und ultraleichte Fahrzeugstrukturen sind nur drei von vielen möglichen Beispielen. Bild: ETH Zürich / Marc Day 02/2019 medizin&tec hn i k 7