Forscher der US-Elite-Uni Princeton haben eine neue Form von Beton entwickelt, die bis zu 5,6 mal widerstandsfähiger sein soll als bisheriger Beton. Grund dafür sind feine, röhrenartige Strukturen in dem Baumaterial. Die Idee haben die Ingenieure um Reza Moini und Shashank Gupta von der Struktur menschlicher Knochen abgeschaut, in denen sogenannte Osteonen für die besondere Stabilität der äußersten Schicht sorgen.

Querschnitt der äußeren Schicht Knochens: Die zylindrischen Strukturen heißen Osteonen und sorgen dafür, dass Risse und feine Brüche abgeleitet werden. Bildrechte: IMAGO/Dreamstime

Diese schmalen, röhrenartigen Strukturen helfen dem Knochen dabei, Risse und kleine Brüche abzulenken. Das sorgt nicht nur für Festigkeit, sondern vor allem auch für eine besondere Zähigkeit der Knochen. Bei Brüchen wird plötzliches Versagen verhindert. Das bedeutet, die Struktur verformt sich zuerst, bevor sie gänzlich bricht.

Moini und Gupta integrierten diese elliptischen und zylindrischen Röhren in die Zementpaste. Im späteren Beton sorgt diese Struktur dafür, dass Risse und Brüche abgefangen und ihre Ausbreitung verhindert wird. Dadurch wird die bei Brüchen frei werdende Energie in der Struktur gestreut, war für Zähigkeit sorgt.

Das Besondere an diesem Ansatz: Dem Beton müssen keine zusätzlichen Materialien hinzugefügt werden. Die besondere Strukturierung allein sorgt für die stärkere Widerstandsfähigkeit.