Mechanische Metamaterialien

Metamaterialien sind Werkstoffkompositionen mit außergewöhnlichen Eigenschaften, wie sie in der Natur üblicherweise nicht vorkommen. Bereits seit längerem im Gespräch sind elektromagnetische Metamaterialien, mit denen z.B. „Tarnkappen“ demonstriert werden konnten, die einen negativen Brechungsindex haben und Licht bestimmter Wellenlängen um ein zu versteckendes Objekt herum leiten können. In den letzten Jahren wurden jedoch auch vermehrt Anstrengungen unternommen, das Konzept der Metamaterialien auf andere Bereiche auszudehnen. Von besonderem Interesse sind hier die sog. mechanischen Metamaterialien. Diese zeigen unter mechanischer Belastung ein ungewöhnliches, den Erwartungen nicht entsprechendes Verhalten. Beispielsweise erfolgt aufgrund von Druck keine Verkürzung des Bauteils, sondern es dehnt sich aus oder führt eine Drehbewegung aus. Dadurch haben auch mechanische Metamaterialien ein großes Zukunftspotenzial für eine Vielzahl interessanter Anwendungsgebiete. Im Artikel werden ihre Funktionsweise sowie einige dieser Anwendungsfelder vorgestellt.