Forscher der NYU Abu Dhabi haben in einer fünfjährigen Studie den einzigartigen strukturellen Mechanismus der Schale der Mary-Nuss aus Westaustralien aufgedeckt und damit wichtige Referenzen für die Entwicklung neuartiger grüner Materialien geliefert. Die Schale dieser in trockenen Regionen wachsenden Pflanzensamen besteht hauptsächlich aus Zellulose, zeigt jedoch eine Stoßfestigkeit, die die meisten technischen Materialien übertrifft. Das Forschungsteam nutzte 3D-Bildgebungstechniken und mechanische Tests und entdeckte, dass deren geschichtete Struktur durch das Zusammenspiel einer harten äußeren Schale und einer flexiblen inneren Schicht eine kontrollierte Energiedissipation und eine gerichtete Rissführung ermöglicht.

„Das Raffinierte an der Mary-Nuss ist die Vereinigung von Festigkeit und Zähigkeit in einer einzigen Struktur“, erklärt Dr. Wegood Awad, ein Kernmitglied des Projekts. „Dieses Design ermöglicht es dem Material, bei einem Aufprall sowohl Energie durch Verformung zu absorbieren als auch einen katastrophalen Bruch zu vermeiden.“ Die Studie zeigt, dass diese Struktur dem Material ermöglicht, leicht zu bleiben und gleichzeitig eine ähnliche Flexibilität wie Teflon und eine ähnliche Steifigkeit wie Acryl aufzuweisen. Chemieprofessor Panče Naumov betont: „Die natürliche Evolution zeigt, dass die Materialeigenschaften nicht von der Härte einer einzelnen Komponente abhängen, sondern von der optimalen Kombination der Mikrostrukturen.“

Basierend auf dieser Entdeckung hat das Forschungsteam bereits eine erste Generation von biomimetischen Materialproben entwickelt. Experimentelle Daten zeigen, dass dieses Material in simulierten Crashtests eine um 40 % höhere Energieabsorptionsrate als herkömmliche Verbundwerkstoffe aufweist und dabei 30 % leichter ist. Derzeit arbeitet das Zentrum für intelligente Werkstofftechnik mit der Emirates National Research Foundation zusammen, um die Anwendungsvalidierung des Materials in den Bereichen Flugzeugschutz und Fahrzeugsicherheit voranzutreiben. Dieses Ergebnis bietet nicht nur ein neues Paradigma für die Entwicklung biobasierter Materialien, sondern demonstriert auch das Transformationspotenzial natürlicher Strukturen im Ingenieurwesen.

Veröffentlichungsdetails: Autoren: Wegood M. Awad et al., Titel: „On the Origins of Toughness in the Nuts of Corymbia (Marri) Trees“, veröffentlicht in: Advanced Science (2026), Zeitschrifteninfo: Advanced Science.