Ein Pflaster für die Brücke

Zwei Wissenschaftler der TU Hamburg haben einen Weg gefunden, in die Jahre gekommene Brücken vor dem Abriss zu bewahren: mit einem winzigen Pflaster, das aus 160 Schichten besteht.


160 feine Schichten aus Kupfer und Nickel bilden das Nanopflaster

Ziel der Forscher war es, eine wirtschaftliche Sanierungsmaßnahme für stark belastete Bauteile von Brücken zu finden. Damit gemeint sind geschweißte, genietete oder geschraubte Verbindungen aus Stahl, die im Sekundentakt großen Lasten durch Schwertransporter oder Güterzüge ausgesetzt sind. Schon bei der Produktion und Montage dieser Bauteile entstehen kleinste Fehlstellen, die durch beständige Belastung gefährliche Haarrisse bilden können. Eine mögliche Lösung zum Schutz vor Rissbildung sehen die beiden Wissenschaftler in der Nanotechnologie: „Nano ist das griechische Wort für Zwerg und ist eine Maßeinheit, die so klein ist, dass wir sie mit dem bloßen Auge nicht mehr sehen können.

Indem wir also Stahl im Nanometer-Bereich beschichten, können sich Haarrisse im Mikrometer-Bereich gar nicht erst bilden“, erläutert Doktorand Jakob Brunow die Theorie hinter ihrer Idee. Nach mehreren erfolgreichen Laborversuchen wurde aus ihrer Hypothese Wirklichkeit. Es entstand ein hochstrapazierfähiges Nanolaminatpflaster, eine Gesamtbeschichtung dünner als ein menschliches Haar, bei der sich 160 feine Schichten aus Kupfer und Nickel abwechseln. „Unsere Belastungstests zeigten, dass eine Probe aus Stahl mit Nanolaminatbeschichtung unter Ermüdungsbelastung bisher unerreichte Lebensdauer erzielt. Dieses Ergebnis überwältigte uns, denn das würde bedeuten, dass Brücken mit unserem Pflaster künftig eine Lebensdauer von mehreren hundert Jahren statt der heute angesetzten 80 bis 100 Jahre erreichen könnten“, so Brunow.


Prof. Marcus Rutner und Doktorand Jakob Brunow arbeiten gemeinsam am Institut für Metall- und Verbundbau. Die Idee, Nanotechnologie im großen Maßstab auf Baustellen einzusetzen, ist weltweit einzigartig.


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