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Amorphes Siliziumkarbid, zehnmal besser als Kevlar

13.11.2023

Wissenschaftler der Technischen Universität Delft haben ein innovatives Material vorgestellt, das zehnmal stärker als Kevlar ist. Dieses neue Material, amorphes Siliziumkarbid (a-SiC), hat eine Festigkeit, die mit der von Graphen und Diamanten vergleichbar ist.

Amorphes Siliziumkarbid ist ein Material der nächsten Generation, das Kevlar überlegen ist und den Bereich Verteidigung und Mikroelektronik zu revolutionieren verspricht. Seine einzigartigen Eigenschaften, einschließlich hoher Festigkeit und Anwendbarkeit in einer Vielzahl von Anwendungen, machen es zu einem potenziellen Schlüsselakteur für zukünftige innovative Technologien.

Kevlar ist seit langem der Standard für Verschleiß- und Abriebschutz, insbesondere bei Körperschutz und Helmen. Ein neuer Stoff, amorphes Siliziumkarbid, verspricht, den Schutzbegriff zu revolutionieren und der Entwicklung der Mikroelektronik neue Impulse zu geben.

Der außerordentliche Professor Richard Norte, der das Projekt leitete, erklärt, dass die amorphe Natur des Materials eine zufällige Verteilung der Atome bedeutet, im Gegensatz zur geordneten kristallinen Struktur, die für Diamanten charakteristisch ist. Diese Eigenschaft verleiht dem Material keine Zerbrechlichkeit, sondern eine einzigartige Festigkeit auf dem Niveau von 10 Gigapascal (GPa).

Der Professor verwendet eine Analogie: Um einen Klebebandstreifen entsprechend 10 hPa zu zerreißen, wären zehn Autos nötig. Allerdings ist die Haltbarkeit nicht der einzige Vorteil. Amorphes Siliziumkarbid eignet sich aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften zur Herstellung empfindlicher Mikroschaltungen.

Die Forscher verwendeten eine neuartige Chiptestmethode, um das Potenzial von a-SiC zu bewerten. Mit dieser Technologie können hohe Zugkräfte erzeugt werden, indem dünne Schichten aus amorphem Siliziumkarbid aufgewachsen und suspendiert werden.

Das entwickelte Material ist im Gegensatz zu teurem Graphen und Diamanten leicht skalierbar. Amorphes Siliziumkarbid hat potenzielle Anwendungen in der Weltraumforschung, der DNA-Sequenzierung und der Herstellung empfindlicher Mikroschaltkreise und Solarzellen.

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