Wie bei so vielen technischen Neuigkeiten steckt auch diesmal das Militär als treibende Kraft hinter der Entwicklung. Mit großem Aufwand versucht es, seine Kampfflugzeuge leichter zu machen. Also ersetzten die Techniker Teile, die traditionellerweise aus Metall waren, gegen Mischungen aus Kunststoff und Kohlenstofffasern. So ganz zufrieden konnten sie mit dem Ergebnis jedoch nicht sein. Kollidierte ein derartiges Flugzeug mit einem Vogel oder fiel versehentlich am Boden ein Schraubenschlüssel auf ein Bauteil, konnte es durchaus passieren, dass der Kunststoff dadurch zerbröckelte und nur ein Gewebe aus den Kohlenstofffasern zurückließ.

Ein Wissenschaftlerteam von der Ohio State University hat womöglich eine Lösung für die Probleme des Militärs sowie ziviler Hersteller von Flugzeugen und Autos gefunden. Eigentlich wollten John Lannutti und seine Kollegen nur eine Zahnfüllung aus Plastik entwickeln, die endlich mal etwas aushält. Als sie schließlich als Grundlage ein Kunststoffpulver von BFGoodrich Co verwandten, erzielten sie einen knallharten Erfolg. Mit Hilfe eines kleinen Tricks konnten sie ihren neuen Verbundstoff drei- bis viermal so hart wie den reinen Kunststoff machen. Und obendrein ist er so hitzebeständig wie Kohlenstofffaser-verstärktes Plastik.

Das Geheimnis liegt in winzigen Kügelchen aus Kieselerde. Deren Durchmesser liegt bei nur 50 Nanometern – nur ein Hundertstel der Dicke eines menschlichen Haares –, und jedes einzelne ist übersät mit winzigen Poren. In diese Vertiefungen kriecht der geschmolzene Kunststoff. Dadurch bilden seine Moleküle über eine große Oberfläche Bindungen zur Kieselerde aus. "Im Wesentlichen schaffen wir Stärke, die im Nanometerbereich beginnt", sagt Lannutti.

Bei einem Stoß von außen wird die Energie durch die Wechselwirkung vieler Millionen einzelner Kügelchen aufgefangen. "Wir denken, sobald ein Riss sich auf den Weg durch den Verbundstoff macht, teilt er sich auf in immer feinere und noch feinere Risse, bis das Material die Energie des Einschlags dissipiert hat", erklärt Lannutti. Inzwischen haben die Forscher ein Patent für ihre Entwicklung erhalten. Es bleibt abzuwarten, wann sie uns die ersten Autoteile, Flugzeugflügel – und Zahnfüllungen – aus ihrem Plastik anbieten.