80 Gigapascal

Neue Faser kann bei nur 1,6 Gramm Gewicht rund 800 Tonnen tragen

Neue Faser kann bei nur 1,6 Gramm Gewicht rund 800 Tonnen tragen

Chinesischen Wissenschaftlern ist es gelungen eine neue Faser aus Kohlenstoffnanoröhrchen zu entwickeln, die bei einem geringen Eigengewicht rund 800 Tonnen Zuglast tragen kann.

Beijing Shi (China). Überall auf der Welt forschen Wissenschaftler an der Verbesserung sogenannter Kohlenstoffnanoröhrchen. Yunxiang Bai und seinen Kollegen vom Key Laboratory of Green Chemical Reaction Engineering and Technology der Tsinghua University in China konnten eine neue Faser aus besagtem Material entwickeln, welches bei einem sehr geringen Eigengewicht eine extrem hohe Zuglast aushält.

Ein Kubikzentimeter der neuen Faser wiegt gerade einmal 1,6 Gramm, kann aber einem Gewicht von rund 800 Tonnen tragen – dies entspricht etwa 160 ausgewachsene Elefanten. Laut Bai ist die neue Faser wesentlich belastbarer als alle bisherigen Kohlenstoffnanoröhrchen, die bisher entwickelt wurden. Die in China entwickelte neue Faser besitzt eine neun bis 45 höhere Zugfestigkeit als vergleichbare Materialien, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Nanotechnology berichten.

Weg frei für den Weltraumlift?

Die Raumfahrt sucht schon lange nach solch einem Material für den Bau eines Weltraumlifts. Laut NASA müsste das benötigte Seil mindestens eine Zugfestigkeit von sieben Gigapascal besitzen – die neue Faser besitzt 80 Gigapascal.

Für den Bau eines Weltraumlifts wird ein über 30.000 Kilometer langes Seil benötigt, welches neben einem geringen Eigengewicht auch eine extrem hohe Zugfestigkeit besitzt. Mit der neuen Kohlenstoffnanoröhrchen-Faser ließe sich dies vielleicht realisieren. Derzeit wird berechnet und simuliert, ob sich die neue Faser für dieses Vorhaben eignet.

Aber selbst, wenn nicht, so kann die Technik auch anderweitig eingesetzt werden. Die Wissenschaftler denken da beispielsweise an mechanische Stromspeicher, die Energie in Schwungrädern speichern. Die hohe Materialfestigkeit würde extreme Drehzahlen der Schwungräder ermöglichen und so könnte eine theoretische Energiedichte von dem Vierzigfachen heutiger Lithium-Akkus erreicht werden.

2 Kommentare

Fridolin Beutelin
Das ist unglaublich, auch dass die Menschheit heutzutage überhaupt noch neue wissenschaftliche Ergebnisse erzielt und Entdeckungen macht!
Bernd Schlüter
Schon bei 5.000km Länge würde das Seil durch das Eigengewicht reißen, wenn es auf den 5.000km der Erdbeschleunigung an der Erdoberfläche unterworfen wäre. Das Seil müsste sich also zur Erde hin verjüngen. Der Satellit, zu dem hochgehoben werden soll, müsste mehr als die 30.000km entfernt sein, damit er bei der notwendigen erdsynchronen Rotation die zusätzliche Zentripetalkraft aufbringen kann. Das Seil müsste zudem schräg verlaufen, damit der Satellit nicht abgebremst wird, wenn man Lasten hochzieht. Die geringe Zugkraft durch den schrägen Verlauf des Seiles muss diese Abbremsung kompensieren. Ein dünnes Seil von 1mm² Querschnitt trägt 8 Tonnen! So dünn würde es auf der Erde ankommen. Das gesamte Seil würde ca 200 Tonnen Masse haben. Elon Musk ist vermutlich billiger mit SpaceX.
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