Neues aus der Kohlenstoffwelt

Man startet im Wasser, landet im Wasser und braucht dafür keinen Kite-Drachen. Was ist das? Das erste Nano-Flugzeug, bei dem der einzige Passagier gleichzeitig Pilot oder Pilotin ist. Damit kann, wer möchte, vogelartig und ohne Pilotenschein von Berlin zur Naturparkverwaltung Märkische Schweiz oder von München nach Rosenheim fliegen. Das sind jeweils ungefähr 70 km. Die Flugverkehrsregeln sollte man allerdings schon zumindest auf Vogelniveau beherrschen. Und es sollten ein bzw. zwei Gewässer für Start und Landung vorhanden sein, was die ganze Angelegenheit schon wieder schwieriger macht.

Ermöglicht wird das fluglizenzlos verwendbare, unter 70 kg schwere Fluggerät – das ein ganz kleines bisschen an den Propeller-Rucksack von Karlsson vom Dach erinnert – durch die enorme Leichtigkeit und Zähigkeit von Carbon-Faserverbund-Werkstoffen. Sie bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff und ersetzen zunehmend Stahl oder Aluminium, da sie wenig wiegen, biegungsflexibel und trotzdem extrem steif sind. Unter Flug-Fachleuten gibt es auch Stimmen, die diese Steifheit weniger schätzen, unter anderem, weil sie zu pauschalreisenhaft harten Landungen führt, die abgefedert werden müssen. Wer aber harte Landungen sowieso gewohnt ist, dürfte mit dem Nano-Flugzeug kaum Probleme haben.

In der Werkstoffwelt, die den Menschen umgibt, macht der schwarze Stoff hauptberuflich  im Flugzeug- und Automobilbau. Aber auch in der Medizintechnik hat Carbon-Faserverbung sich im Wortsinn ein weiteres Standbein aufgebaut: in der Orthopädie wird die Mischung aus Steifigkeit und Elastizität der sehr leichten, haltbaren, festen schwarzen Fasern geschätzt, wenn sie zum Beispiel zu einer Feder verarbeitet, das Knöchelgelenk imitieren. Fußprothesen mit Carbonfaser-Verbundstoff ermöglichen ein Gehen, das dem natürlichen Auftreten, Stehen und Abrollen sehr nahe kommt. Die elastische Feder wird beim Auftreten der künstlichen Ferse zusammengepresst, nimmt dabei Energie auf und gibt sie beim Abrollen wieder ab. Je nachdem wie stark man auftritt, nimmt die Feder mehr oder weniger Energie auf und unterstützt so das Gehen – sie passt sich praktisch automatisch an den Träger an. Diese federnde Eigenschaft kommt auch Leuten zu Gute, die ohne eigenes Verschulden prothesenlos leben müssen, zum Beispiel in Form einer Carbon-Sattelstütze, die ja vorher nicht weiss, wer auf ihr sitzt und sich deshalb verschieden schweren Fahrern situativ anpassen muss.

Verbund-Werkstoffe lassen sich überhaupt sehr vielfältig einsetzen und auch, wenn ihr Name kompliziert wirkt – ist ihr Bauprinzip simpel: Es werden zwei Werkstoffe so miteinander kombiniert, dass die Eigenschaften jedes einzelnen übertroffen werden; die Teamarbeit der Werkstoffe. Unsere Muskeln und Knochen sind vergleichbar aufgebaut, auch hier nehmen die Fasern Kräfte auf und sorgen für die Steifheit der Gesamtkonstruktion bei geringem Gewicht (bei den meisten Menschen jedenfalls). Es wird sich zeigen, ob das neu entwickelte Fluggerät des Finnen Aki Suokas nicht nur Facebook-Fans, sondern auch einen Markt findet, denn nicht jeder, der eine Flugmaschine toll findet, dürfte auch mehr als 30.000 Euro dafür ausgeben wollen. In der Zwischenzeit ließe sich vielleicht ausprobieren, ob man nach den Künsten des Gehens, des Fliegens und des gefederten Fahrradfahrens vielleicht sogar auch die Kunst des Herumsitzens mit Verbund-Werkstoffen imitieren könnte. Eine erste Google-Recherche macht Hoffnung – lässt für die Forschung aber noch Luft nach oben.

Solveig Wehking

Solveig Wehking
Solveig Wehking hat Geographie an der FU-Berlin studiert und ihr Diplom als Medienberaterin an der TU-Berlin gemacht. Seit 2009 arbeitet sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Forschungsplanung in der Zentrale der Fraunhofer-Gesellschaft für das Projekt Discover Markets und den Forschungs-Blog.

2 Antworten

  1. Inspirierender Artikel.Ich habe ein paar gute Denkanstoesse bekommen. Freue mich schon auf neue Posts zum Thema.

  2. Herb

    Da ist in der Tat “noch Luft nach oben” wie mir scheint, wenn ich die Produktreife betrachte ;-)
    Der NanoFlieger war wohl noch nie so richtig in der Luft, oder es waren nie Kameras dabei…. konnte jedenfalls keine Youtube trace mit echtem Flugvideo finden. Die müssen wohl noch am Trimming arbeiten…

    Und die Sattelstütze….da scheint seit 2009 auch nicht viel passiert zu sein in Richtung “wo kann man das denn kaufen”?

    Also warten wir mal in aller Verbundenheit, was sich mit den Karbon-Werkstoffen noch so entwickelt. Ein guter Ansatz allemal…