Zeitreisen sind fester Bestandteil von Star Trek. In allen Serien und Filmen verschlägt es die Crews in die Vergangenheit, seltener in die Zukunft.
So auch im vierten Teil der Filmreihe rund um Captain Kirk (William Shatner) und Mr. Spock (Leonard Nimoy). Darin ein wichtiges Thema: das besagte transparente Aluminium.
Star Trek IV: Zurück in die Gegenwart ist nicht nur 1986 in den US-Kinos angelaufen, der Film spielt auch im San Francisco desselben Jahres.
Die Crew der Enterprise, die mit einem gekaperten klingonischen Bird of Prey den Zeitsprung wagt, möchte Buckelwale ins 23. Jahrhundert bringen, damit diese mit einer rätselhaften Sonde kommunizieren, die die Erde bedroht.
Warum transparentes Aluminium?
In dem Film haben Kirk und Co. mit einer Reihe von Hindernissen zu kämpfen. Ein Problem besteht darin, ein Becken für die Meeressäuger auf dem Raumschiff zu bauen. Das benötigte Material muss die Crew aber erst auftun.
Scotty (James Doohan) und Dr. McCoy (DeForest Kelley) werden schließlich in einem Unternehmen fündig, das Plexiglas hergestellt. Um jedoch an das Material zu kommen, brauchen die beiden ein Tauschobjekt.
Das ist auch schnell gefunden: Scotty ignoriert mögliche Auswirkungen auf die Zukunft und überreicht dem Betriebsleiter Dr. Nichols (Alex Henteloff) die Formel für transparentes Aluminium, ein Material, das seiner Zeit weit voraus ist. Doch wie realistisch ist transparentes Aluminium heute?
Transparentkeramik aus Aluminiumoxid
Kurz und knapp: Es ist äußerst realistisch. Denn es gibt bereits ein Material, das transparentem Aluminium sehr nahekommt.
Eine Transparentkeramik aus sogenanntem Sinterkorund. Das ist eine Aluminiumoxidmodifikation, die im Jahr 2002 am Frauenhofer-Institut entwickelt wurde (aus dem Buch Die Star Trek Physik
von Metin Tolan).
Und tatsächlich weist das Material neben seiner Lichtdurchlässigkeit auch noch andere Eigenschaften von transparentem Aluminium auf. So müsste dieses im Film einen Elastizitätsmodul von 650 Kilonewton pro Quadratmillimeter besitzen.
Was ist der Elastizitätsmodul? Der E-Modul ist eine Kenngröße, die die Steifigkeit eines Materials beschreibt. Er gibt an, wie ein Material auf eine äußere Zugkraft mit einer Längenänderung reagiert.
Die Transparentkeramik des Frauenhofer-Instituts kommt auf 630 kN/mm², da es dreimal härter als Baustahl ist, der es wiederum auf 210 kN/mm² bringt. Zumindest, wenn man Härte und Elastizitätsmodul einander gleichsetzt.
Neben seiner Festigkeit und Härte ist die Transparentkeramik auch besonders kratz- und verschleißresistent.
Am Frauenhofer-Institut wird die Forschung an dem Material seit seiner Erfindung fortgeführt. Wichtige Einsatzgebiete sind beispielsweise harsche Umgebungen, wo von der hohen Kratz- und Verschleißresistenz profitiert wird und Glas ungeeignet ist.
Zudem werden Medizintechnik und Biotechnologie genannt, zum Beispiel, um stabile Optiken für Endoskope zu konstruieren. Aber auch Abdeckungen für andere optische Systeme stehen auf dem Programm.
Wusstet ihr, dass es transparentes Aluminium in Form von Transparentkeramik bereits gibt? Schreibt es uns gerne in die Kommentare!
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