Detonationssicherer Vorhang

Eine neue Art eines detonationssicheren Vorhangs der bei Ausdehnung dicker, nicht dünner wird, wird derzeit entwickelt um besseren Schutz vor den Auswirkungen einer Bombenexplosion zu bieten. Das Projekt des Engineering and Physical Science Research Council (EPSRC) wird von der University of Exeter in Zusammenarbeit mit der Ausgründung Auxetix Ltd. und drei weiteren Partnern durchgeführt.

Der neuartige Vorhang ist so konstruiert, dass er intakt bleibt und Trümmerteile, sowie Glassplitter auffängt, wenn die Fenster zerstört werden. Trümmerteile dieser Art können schwere, mitunter lebensgefährliche Verletzungen bei Menschen hervorrufen, die sich in Gebäuden aufhalten, die im Wirkungsbereich einer Explosion liegen. Der Vorhang wurde vorwiegend konstruiert um an der Innenseite von Fenstern in Gebäuden befestigt zu werden, die potentielle Terrorziele darstellen, wie z.B. Regierungsgebäude und wichtige Gewerbeimmobilien.

Mögliche Anwendungen könnten des weiteren der Schutz von Menschen in Gebäuden gegen Unwetter wie Taifune und Hurrikans sein. Detonationssichere Vorhänge die derzeit im Einsatz sind bestehen aus einem dicken Netzgewebe. Eine Splitterschutzfolie die auf das Glas aufgebracht ist verhindert zudem, dass Glassplitter den Vorhang durchdringen. Der neuartige Vorhang soll die Splitterschutzfolie überflüssig machen, indem stärkere, belastbarere Fasern in eine spezielle textile Struktur eingewoben werden.

Das Geheimnis liegt im Garn, aus welchem der Vorhang gemacht ist. Eine dehnbare Faser bildet den Kern des Garns. Um diese ist dann eine steifere Faser gewickelt. Wenn die steife Faser belastet wird, richtet sie sich gerade aus. Dies sorgt dafür, dass sich die dehnbare Faser zur Seite ausdehnt, was dazu führt, dass der Garndurchmesser erhöht wird. Wissenschaftlich ausgedrückt ist das Garn ein auxetisches Material – eines das dicker wird, wenn es gedehnt wird. Das Forscherteam hat bereits mehrere verfügbare feste Fasern ausfindig gemacht, die in dem neuartigen Garn verwendet werden können. Das Garn sowie das fertige Textil können mit konventionellen Prozessen hergestellt werden. Das Mass, in welchem der
auxetische Effekt auftritt, ist durch den Winkel, in dem die zweite Faser um die erste Faser gewickelt ist, die relative Steifigkeit und den Durchmesser der Faser bestimmt. Durch die Änderung dieser Parameter kann eine Feinabstimmung des Garns für bestimmte Anwendungen vorgenommen werden.

Ein weiteres Hauptmerkmal des neuartigen Vorhangs besteht darin, dass sich bei einer Ausdehnung kleine Poren öffnen. Obwohl diese Poren zu klein für herumfliegende Trümmerteile sind, lassen sie einen Teil der Schockwelle durch. Dies reduziert die Kraft mit welcher der Vorhang belastet wird und stellt sicher, dass dieser nicht reisst. Bei einer Dicke von nur 1-2mm kann der neuartige Vorhang eine angemessene Menge Licht durchlassen. Derzeit wird der Vorhang in Situationen ähnlich einer Autobombenexplosion, getestet.

Die Erprobung an einer staatlich anerkannten Einrichtung hat bereits begonnen. Nach den strengen Zulassungsverfahren könnte der neuartige Vorhang in zwei bis fünf Jahren auf den Markt kommen. Der Stoff könnte auch in anderen Bereichen, wie der Herstellung von intelligenten, auxetischen Verbänden zum Einsatz kommen. Wunden die anschwellen, würden den Verband unter Spannung setzten, was die Poren dazu bringt sich zu öffnen, um ein imprägniertes Antibiotikum freizusetzen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit wäre Zahnseide, die sich ausdehnt, wenn daran gezogen wird und somit Lücken ausfüllt, was die Zahnreinigung verbessert. Der Einsatz im Bauwesen zur Verstärkung des Erdreichs, sowie für den Sturm- und Hochwasserschutz sind zudem denkbar.

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