Materialer

OPFINDELSER: MATERIALER

  • Opfindelser: Materialer // Foto: © David Trood / gettyimages.de Opfindelser: Materialer // Foto: © David Trood / gettyimages.de
    Karl Ziegler, 1898-1973, kemiker og Nobelpristager


    “Jeg startede som en vandrer, der drager af sted i et ukendt land.”


    Karl Ziegler har ofte beskrevet sit livsværk som en lang rejse, han ikke kendte udgangen på. Det fremmede land, han udforskede, var kemien mellem metaller og kulstofforbindelser. Hans arbejde gjorde det muligt at masseproducere plasttyper som polyethylen og polypropylen. I 1963 fik han Nobelprisen i kemi.
    Opfindelser: Materialer // Foto: © David Trood / gettyimages.de


    GUMMI FRA MARKEN

    Dykkerdragt, bildæk, gummipakninger – over 40.000 hverdagsprodukter indeholder kautsjuk, der oprindeligt udvindes af mælkesaften fra gummitræet. Da disse træer imidlertid kun vokser i tropisk klima, udviklede den tyske kemiker Fritz Hofmann allerede under 1. Verdenskrig en syntetisk kautsjuk. I dag fremstilles kautsjuk – og dermed også gummi – hovedsageligt af råolieprodukter.

    Men der findes også andre naturlige kilder, som for eksempel den russiske mælkebøtteplante, hvis mælkesaft også indeholder kautsjuk. En gruppe Fraunhofer-forskere er for tiden – sammen med dækproducenten Continental – ved at opføre et pilotanlæg til udvinding af større mængder mælkebøttekautsjuk.
    » Se videoen “Naturgummi fra mælkebøtter”


    Den russiske mælkebøtte (Taraxacum koksaghyz) indeholder naturlig kautsjuk

    Bildæk bliver måske det første industrielle mælkebøtteprodukt

      SKRÆDDERSYET STÅL

      Stål findes i mange varianter. En turbine skal kunne holde til andre kræfter end et bilkarosseri eller en bropille. For at imødekomme de forskellige byggeelementers krav, har man brug for specialstål, hvoraf der allerede findes omkring 2500 forskellige slags.

      Stål består hovedsageligt af jern. Ved at tilsætte fremmede komponenter, såsom mangan, nikkel eller chrom, får stålet sine særlige egenskaber: Det bliver for eksempel lettere, mere stabilt eller mere smidigt. Ved hjælp af computerprogrammer kan forskere på forhånd simulere og optimere stålets egenskaber. Således kan turbiner holde længere, flyvemaskiner blive lettere og biler gøres mere sikre.

      Indtil for nylig troede selv fagfolk, at det ikke var muligt at udvikle nye former for stål. De innovative stålformer fra tyske materialeforskere beviser det modsatte.


      Legeringer med forskellige tilsætninger forbedrer stålets egenskaber

      I dag optimeres stål til hver anvendelse, for eksempel til flyturbiner

        CARBON I SERIE

        Hjelme, cykler, tennisketsjere, flyvemaskiner og racerbiler skal være så lette som muligt og samtidig stabile. Det kan de blive med carbonfiberforstærkede kunststoffer (CFRP’s). Ulempen er, at mange arbejdsskridt skal udføres med hånden. Det gør produkterne dyre at producere.

        Tyske materialeforskere har indgået et samarbejde med specialister fra automobilindustrien om at udvikle nye produktionsprocesser, der skal gøre anvendelsen af CFRPs mere økonomisk. Maskiner fletter fibrene, former dem og indkapsler dem med harpiks. De færdige dele vejer halvt så meget som stål, er crashsikre og rustfri. Med andre ord et perfekt materiale til flyvemaskiner og biler – for med vægten synker også brændstofforbruget.


        Nye produktionsprocesser gør carbonfiberforstærkede kunststoffer billigere

          LOTUSEFFEKTEN

          Lotusblade er altid rene – derfor er planten i mange religioner et symbol på renhed. Der er der en videnskabelig forklaring på: Vand bliver ikke hængende på bladene, men triller af og tager snavset med. I 1970’erne fandt den tyske botaniker Wilhelm Barthlott ud af hvorfor, bladene opfører sig sådan: Deres overflade er ikke glat, men dækket af mikrostrukturer.

          I dag udnytter forskere lotuseffekten til at udvikle specielle vand-, olie- og sågar blodafvisende overflader. Målet er at lave selvrensende solceller, smudsafvisende vinduer og højeffektive hjerte-lunge-maskiner.


          På lotusblomstens blade triller vandet af med det samme

          Nanoforseglet lak udnytter lotuseffekten: Vandet triller af og tager snavset med

            INTELLIGENT TØJ

            Brandmandsjakken med integreret elektronik – der er udviklet i et forskningsprojekt støttet af den tyske forbundsregering – kan langt mere end blot at modstå ekstrem varme. Ved en udrykning giver den nøjagtige oplysninger om brandmandens position, hans hjerterytme og kropstemperatur. Og hvis det er nødvendigt, kan jakken alarmere indsatslederen, så han kan sende mere hjælp.

            Men intelligent tøj er ikke kun til nødstilfælde. Forskere fra Fraunhofer Instituttet er ved at udvikle en sportstrøje, der måler åndedræt og puls og dermed optimerer træningen.


            Intelligent tøj kan redde liv

              PLASTIC OVERALT

              Legetøj, gulvspande, rørsystemer, skraldeposer, medicinske implantater – lige fra high tech produkter til hverdagsgenstande er polyethylen den mest benyttede plasttype. Den er meget stabil, angribes ikke af aggressive substanser og kan tåle store temperaturforandringer.

              I 1953 fandt Max Planck forskeren Karl Ziegler ud af, hvordan man hurtigt og billigt kunne fremstille polyethylen: Ethylengas blev ved stuetemperatur og normale lufttryksforhold forvandlet til polyethylen, når man tilsatte bestemte metalforbindelser – de såkaldte Ziegler-Natta katalysatorer. Det var denne opdagelse, der skabte forudsætningen for en masseproduktion af plastic.

              Polyethylens stabilitet har dog også ulemper: Plasticposer er for eksempel skyld i stigende mængder affald og miljøproblemer i hele verden. Det kan tage flere hundrede år, før en plasticpose er fuldstændig opløst.


              Nobelprisen i kemi, 1963: Kong Gustav VI af Sverige gratulerer Karl Ziegler (til højre)