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SpanishStar Trek Heute: Transparentes Aluminium (Aluminiumoxynitrid) - von Star Trek zur Realität
Seit der vierte Star-Trek-Film 1986 herauskam, haben sich Materialwissenschaftler gefragt, ob transparentes Aluminium wirklich hergestellt werden könnte. Forschungen der letzten Jahre deuten darauf hin, dass wir vielleicht nicht bis zum 23. Jahrhundert warten müssen, um ein vergleichbares Kunststück zu vollbringen.
In den mehr als 50 Jahren seit der Ausstrahlung der ersten Folge im Jahr 1966 haben sich Star Trek-Fans immer wieder darüber gefreut, dass Technologien, die einst nur im Fernsehen existierten, Realität geworden sind - von automatischen Türen bis hin zu Tablet-Computern. Und obwohl einige der am meisten erwarteten Technologien, wie z. B. Holodecks, (noch) nicht ganz da sind, gibt es eine Technologie, die sich in den letzten Jahren herauskristallisiert hat und die für Materialwissenschaftler potenziell noch spannender ist.
Im Star-Trek-Universum bezieht sich der Begriff "transparentes Aluminium" auf ein durchsichtiges Metall, das aus elementarem Aluminium besteht.
"Inzwischen sind McCoy und Scotty bei der Firma Plexicorp erschienen. Scotty gibt sich als Professor aus Edinburgh aus und bietet dem Plexicorp-Chef im Gegenzug für ein paar Materialien, die er für den Waltank braucht, eine Formel für ein völlig neues Materia (transparentes Aluminium)l, welches Plexicorp entwicklen und vermarkten könnte. Dr. Nichols, der Chef von Plexicorp, geht darauf ein."
Wir können transparentes Aluminium nicht in der Realität herstellen, aber wir können uns mit zwei transparenten Keramiken aus Aluminiumverbindungen annähern: Magnesiumaluminat-Spinell und Aluminiumoxynitrid. Beide Verbindungen sind hart und dünn wie das sagenumwobene Star-Trek-Material, aber insbesondere Aluminiumoxynitrid verdeutlicht diese Eigenschaften.
Aluminiumoxynitrid ist eine kristalline Substanz, die aus Aluminat-Pulverlegierungen besteht, die hoch verdichtet und auf extreme Temperaturen erhitzt wurden. Anschließend wird die Keramik abgekühlt, poliert und in die gewünschte Form gebracht.
Das United States Air Force Research Laboratory (AFRL) begann 2006 mit der Arbeit an Aluminiumoxynitrid im Rahmen des Defense Production Act Title III-Programms, einem Investitionsmechanismus, der darauf abzielt, Fähigkeiten der heimischen industriellen Basis zu schaffen, zu erhalten, zu schützen, zu erweitern und wiederherzustellen. Vor der Zusammenarbeit war die größte Aluminium-Oxynitrid-Fenstergröße auf 2,8 Quadratfuß begrenzt. Die Keramik wird nun routinemäßig in Größen von bis zu 8 Quadratfuß von der Surmet Corporation, einem Hersteller von Komponenten aus hochentwickelten Materialien, unter dem Markennamen ALON hergestellt.
"Das Erreichen von acht Quadratmetern ist eine Leistung, an der wir seit Jahren gearbeitet haben und die wir ohne die Mittel von AFRL und DMS&T sowie anderen Organisationen nicht hätten erreichen können", sagt Richard Porter, Fertigungsleiter der AFRL Manufacturing and Industrial Technologies Division, in einer AFRL-Pressemitteilung. "Die Herstellung eines größeren Fensters, das sowohl leicht als auch haltbar ist, stellt eine enorme Verbesserung dar, um den Warfighter in die Lage zu versetzen, die Mission zu erfüllen."
Hinweis: Das in der Populärkultur verwendete Begriff "transparentes Aluminium" kann irreführend sein. Magnesiumaluminat-Spinell und Aluminiumoxynitrid sind Verbindungen auf Aluminiumbasis; sie werden nicht aus elementarem Aluminium hergestellt.