Stell dir vor, du könntest Materialien so verändern, dass sie sich wie ein Tanzteam bewegen. Foschende haben herausgefunden, wie das geht.
Hast du schon mal von Heterogenität gehört? Das klingt kompliziert, ist aber eigentlich ganz einfach. Stell dir vor, du hast einen Kuchen. Normalerweise ist der Kuchen gleichmäßig, oder? Aber wenn du verschiedene Zutaten hinzufügst, wie Schokoladenstückchen oder Nüsse, wird der Kuchen heterogen. Das bedeutet, er ist nicht mehr gleichmäßig, sondern hat verschiedene Teile. Genau das haben Foschende mit Materialien gemacht. Sie haben untersucht, wie sich Materialien verhalten, wenn sie nicht gleichmäßig sind.
Was die Forschenden herausgefunden haben
Die Foschende haben herausgefunden, dass Materialien, die heterogen sind, sich anders verhalten als gleichmäßige Materialien. Zum Beispiel können sie mehr Spannung aushalten, bevor sie brechen. Das ist wie bei einem Gummiarmband. Wenn du es dehnst, kann es sich strecken, bevor es reißt. Heterogene Materialien können sich ähnlich verhalten. Sie können mehr Spannung aushalten, bevor sie brechen. Aber es gibt auch Unterschiede. Die Verteilung der Spannung in heterogenen Materialien ist anders als in gleichmäßigen Materialien.
Wie haben sie das gemacht?
Um das herauszufinden, haben die Foschende verschiedene Methoden verwendet. Sie haben die Materialien in kleine Teile zerlegt und dann die elastischen Eigenschaften, also wie gut sie sich dehnen lassen, zufällig verändert. Das haben sie mit statistischen Methoden untersucht. Sie haben auch verschiedene Formen der Zufälligkeit getestet, um zu sehen, wie sich das auf die Spannung in den Materialien auswirkt. Ein weiteres Verfahren war die Untersuchung der Spannungsverteilung in kleinen, periodischen Volumen.
Warum ist das wichtig?
Das ist wichtig, weil wir so Materialien besser verstehen können. Wenn wir wissen, wie sich Materialien verhalten, können wir sie besser für verschiedene Zwecke einsetzen. Zum Beispiel können wir Gebäude, Autos oder sogar Spielzeuge so bauen, dass sie sicherer und langlebiger sind. Heterogene Materialien können auch in der Medizin nützlich sein, zum Beispiel bei der Entwicklung von Implantaten, die sich besser an den Körper anpassen.
Du willst mehr über die Studie wissen?
Die Foschenden hinter dieser Entdeckung heißen Jan Raisinger, Qiwei Zhang, John E. Bolander und Jan Eliáš. Ihre Arbeit wurde 2025 veröffentlicht.