Neue Zahnfüllung in Schwarz

Die neu entwickelte Methodik führt zu einem Material mit einer hohen Elastizität und Festigkeit wie auch gleichzeitig hoher Härte. Die Forscher nutzen eine bei Nanoteilchen angewandte Standardmethode, bei der sich keramische Eisenoxid-Nanopartikel in gleichmäßigen Abständen regelmäßig anordnen. Damit dies passiert, wird organische Ölsäure benötigt, die jedes Eisenoxid-Nanoteilchen dicht umhüllt und diese miteinander verbindet

„Die Selbstorganisation dieser Nanopartikel führt zu ausgedehnten dichtgepackten Überstrukturen, die an atomare Kristallgitter erinnern“, sagt Mitautor Dr. Axel Dreyer. Der Clou ist, dass eine nachfolgende moderate Wärmebehandlung des Materials zu einem viel stärkeren Zusammenhalt des Materials und so zu den bisher unerreichten, neuen mechanischen Eigenschaften des Nanokomposits führt.

Der Aufbau des neuen Materials ähnelt auf kleinster Ebene natürlichem Hartgewebe wie Perlmutt oder Zahnschmelz. Eingesetzt werden kann das Material daher auch beispielsweise für Zahnfüllungen oder auch in der Herstellung von Uhrengehäusen. Hier muss das Material hart und zugleich bruchfest sein.

Es gibt allerdings noch einen Haken, wie Dreyer im Gespräch mit den zm zugab: "Noch ist das Material aufgrund des Eisenoxids schwarz."  Da das nicht die Farbe einer Zahnfüllung sein kann, wird man in Kürze weitere Nanopartikel ausprobieren. "Hier haben wir synthetisches Hydroxylapatit oder auch Titanoxid im Auge", sagte der Hamburger Forscher. "Allein für die Lösung der Materialforschung rechnen wir drei Jahre."

"Organically linked iron oxide nanoparticle supercrystals with exceptional isotropic mechanical properties“: Axel Dreyer, Artur Feld, Andreas Kornowski, Ezgi D. Yilmaz, Heshmat Noei, Andreas Meyer, Tobias Krekeler, Chengge Jiao, Andreas Stierle, Volker Abetz, Horst Weller and Gerold A. Schneider; in Nature Material.