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Foto 6:
Jugendliche bei der Skipräparation
4.5.6 Verbundfasern für Tennisschläger- und Fahrradrahmen
Hätte die Tennis-Legende
Björn Borg
heute noch eine Chance? Mit seinem alten
Holzschläger kaum. Tennisschläger werden heute aus Verbundwerkstoffen gefertigt.
Häufig kommen Glas-, Aramid- (flüssigkristallines
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aromatisches Polyamid) oder
Karbonfasern zum Einsatz, die in ein Epoxid-Harz eingebettet sind (Versuche 27 und
28). Anisotrope Kohlenstofffasern, die aus ineinander greifenden und in Faserrichtung
orientierten Graphitschichten bestehen, können die Schüler aus Polyacrylnitrilfasern
synthetisieren (Versuch 27). Die Materialien zeichnen sich im Vergleich zu den klassi-
schen durch geringere Dichte und größere mechanische Belastbarkeit aus.
In der Zukunft enthalten Tennisschläger vielleicht Nanoröhrchen. Das sind hohle, zy-
linderförmige Gebilde mit einem Durchmesser von wenigen Nanometern und einer
Länge vom mehreren Mikrometern. Sie versprechen noch bessere mechanische Eigen-
schaften als die augenblicklich verwendeten Fasern. Schwierigkeiten bestehen zurzeit
noch, sie in Kunststoffmatrizen einzubetten [61].
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Im flüssigen Zustand gibt es keine innere Ordnung, dementsprechend gibt es auch keine
Vorzugsrichtung für die physikalischen Eigenschaften. Im Gegensatz dazu ist ein Kristall
dreidimensional strukturiert aufgebaut. Durch die gerichteten zwischenmolekularen Bin-
dungskräfte ergeben sich richtungsabhängige physikalische Eigenschaften (anisotroper Zu-
stand).
Bei den meisten organischen Verbindungen gehen die Aggregatszustände bei Wärmezufuhr
ineinander über. Bei Molekülen mit ausgeprägtem stäbchen- oder scheibchenförmigem Auf-
bau schiebt sich zwischen den festen und den flüssigen Zustand noch der sog. flüssigkristalli-
ne Zustand, durch den der Stoff physikalisch gerichtete Eigenschaften erhalten kann.