Im Skisport entscheiden oft nur Bruchteile von Sekunden über Sieg und Niederlage. Das richtige Material kann deshalb eine große Rolle spielen. Fraunhofer-Forscher haben jetzt Reibungsphänomene und Gleiteffekte zwischen Ski und Schnee simuliert und dabei neuartige Wachse und Beläge entwickelt – und so superschnelle Ski geschaffen.
Es könnte kein besserer Wettkampftag sein: Die Sonne scheint bei minus fünf Grad, der Wind steht still, der Schnee ist perfekt, und der Biathlet ist in Topform. Er gehört zu den Besten, er kann das Rennen gewinnen. Über Sieg und Niederlage entscheiden oft nur Zehntel Sekunden – die Gleitfähigkeit des Skis ist daher sehr wichtig. Sie hängt von mehreren Faktoren ab, etwa davon, ob die Wachsmischung zum Schneebelag passt.
Gleitfähigkeit von Skiern untersucht
Wer den optimalen Ski haben will, muss die physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Reibung verstehen. Deshalb setzten Wachs- und Skibelagshersteller auf die Expertise der Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg. Diese haben die Gleitfähigkeit von Skiern untersucht und wissen, wie man die Sportler besonders schnell macht.
„Schnee, Belag und Wachs bilden eine Einheit“, sagt Professor Matthias Scherge vom neuen MikroTribologieCentrum Karlsruhe. „Am Schnee können wir nichts ändern, wir können aber sowohl das Wachs als auch den Belag an die jeweiligen Schneebedingungen anpassen.“
Gleiteffekten auf der Spur
Reibungsphänomene und Gleiteffekte analysieren die Forscher mit einer besonderen Methode: Mit Hilfe einer Apparatur simulieren sie den Kontakt zwischen einem einzelnen Schneekristall und dem Belag. Dabei messen sie die auftretende Reibung in Abhängigkeit von der Temperatur. „Die Gleiteffekte entstehen in den ersten zehn bis 50 Nanometern der Belagsoberfläche“, erklärt Scherge.
Zudem haben die Forscher eine weitere Apparatur im Einsatz: das Skitribometer. Auf ihm fährt ein Stück Ski auf einer beschneiten Scheibe im Kreis. Damit können die Ingenieure unterschiedliche Kombinationen von Wachsen und Belägen testen und optimal an Bedingungen wie die Temperatur anpassen.
Neuartige Wachse und superschnelle Beläge
Die endgültige Probe erfolgt in der Skihalle. Dort führen Biathleten auf einer 100-Meter-Teststrecke mit definiertem Gefälle Gleittests durch. Dabei wird die Zeit gemessen – ein Transponder am Bein des Fahrers sorgt für haargenaue Ergebnisse. So finden die Forscher heraus, um wie viele Tausendstel Sekunden die richtige Kombination aus Wachs und Belag den Ski schneller macht.
Zusammen mit der Firma Holmenkol und weiteren Partnern entwickeln die Forscher auf diese Weise neuartige Wachse und superschnelle Beläge. „Auch mit Athleten und mit Technikern, die den Ski vor jedem Wettbewerb wachsen, haben wir gesprochen“, sagt Scherge. „Nur mit ihrem Wissen und ihren Erfahrungen ist es möglich, den perfekt gleitenden Ski zu machen.“
(idw – Fraunhofer-Gesellschaft, 06.01.2010 – DLO)
