Neues rund um das Messer

Worauf die legendäre Härte und Schärfe der Damaszener Klingen beruht, haben Schmiede des Abendlandes nie ergründen können. Erst jetzt sind Forscher dem Geheimnis auf die Spur gekommen.

Der nachfolgende Artikel stammt aus der Ausgabe vom 17.11.2006 der Frankfurter Allgemeinen Zeitung:

Die Nanotechnik aus dem Orient
Damaszener Stahl verdankt seine Härte den Kohlenstoff-Röhrchen

Dem Damaszener Stahl werden legendäre Eigenschaften zugeschrieben. Er verlieh den Erzeugnissen orientalischer Schmiedekunst, mit denen die europäischen Eroberer auf ihren Kreuzzügen unsanft in Berührung kamen, extreme Härte und große Zähigkeit. Die Schneiden der Schwerter und Dolche waren angeblich so scharf, daß sie seidene Taschentücher in der Luft zertrennen konnten. Hervorstechend sind zudem die wunderbaren Muster, die die Klingen tragen.

In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ (Ed. 444, S. 286) berichten Forscher der Technischen Universität Dresden, daß sie im Damaszener Stahl sogenannte Nanoröhrchen aus Kohlenstoff gefunden haben. Diese winzigen zylindrischen Gebilde mit Abmessungen im Bereich von millionstel Millimetern bewirken offenbar die hohe Qualität der Klingen.

Damaszener Stahl wurde an den verschiedensten Orten — vom Mittleren Osten bis nach Indien — hergestellt und gelangte von dort nach Damaskus, in damaliger Zeit ein wichtiger Umschlagplatz für Waffen. Im Abendland bemühten sich die Schmiede vergeblich, Klingen von vergleichbarer Güte zu schaffen. Gegen Ende des 18. Jahrhunderts ging im Orient das Wissen um die Kunst, ein Damaszener Schwert zu schmieden, verloren. Aus dieser Zeit stammen auch die letzten qualitativ hochwertigen Schwerter. Inzwischen haben die Forscher weitgehend rekonstruieren können, wie der legendäre Stahl einst gefertigt wurde. Zunächst hatte man Erze mit organischem Material wie Holz und Blättern gemischt und in einem Tiegel geschmolzen. Nach dem Abkühlen erhielt man als Wootz bezeichnete runde Barren, die einem Eishockey-Puck ähnelten. Diese wurden dann in einem aufwendigen Schmiedeprozeß zu Klingen verarbeitet.

Die Nanoröhrchen und ihre Eigenschaften sind der Wissenschaft erst seit 1991 bekannt, als man sie künstlich in einem Lichtbogen erzeugte. Sechs Jahre zuvor war man auf die sogenannten Fullerene gestoßen — eine ebenfalls bis dahin unbekannte Form von Kohlenstoff. So dürfte die Forscher der TU Dresden ihre Entdeckung überrascht haben, daß die Nanoröhrchen in den dreihundert. Jahre alten Schwertklingen stecken. Die Wissenschaftler um Peter Paufler haben die Klinge eines muslimischen Damaszener Schwertes aus dem siebzehnten Jahrhundert untersucht. Die wertvolle Probe hatte ihnen das Berner Historische Museum zur Verfügung gestellt, das über eine entsprechende Sammlung von orientalischen Waffen verfügt. Zwar war bereits 1924 eine metallurgische Analyse der Klinge erfolgt. Nun hat man aber die Struktur des Materials genauer unter die Lupe genommen. Dazu wurde ein etwa zwei Zentimeter langes Stück der Klinge mit Salzsäure behandelt. Den unlöslichen Rück­stand untersuchte anschließend Marianne Reibold mit einem hochauflösenden Transmissions-EIektronenmikroskop. Das Gerät, das zu den weltweit leistungsfähigsten Mikroskopen zählt, befindet sich etliche Kilometer vom Campus der Universität entfernt auf dem Triebenberg, wo man weitgehend frei von elektromagnetischen Störungen ist.

Bei ihren Untersuchungen fanden die Forscher im Damaszener Stahl zahlreiche mehrwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die aus mehreren aufgerollten Graphitschichten bestehen. Der Wandabstand beträgt 0,34 Nanometer, was ein typischer Wert für solche Art Nanoröhrchen ist. Außerdem stießen sie auf hauchdünne Drähte aus Cementit, einer Verbindung aus Eisen und Kohlenstoff. Die Nanodrähte befinden sich zum Teil im Innern der Nanoröhrchen, weshalb die Wissenschaftler glauben, daß die hohlen Röhrchen als Gußformen für die Drähte gedient haben.

Frühere Untersuchungen haben bereits ergeben, daß im Damaszener Stahl verschiedene Übergangsmetalle wie Vanadium, Chrom oder Nickel vorhanden sind, die sich an bestimmten Stellen angereichert haben. Offenbar wirken diese Materialien auch als Katalysatoren, dank deren Hilfe sich der im Stahl enthaltene Kohlenstoff zu Nanoröhrchen verbinden kann. Die zylindrischen Gebilde ließen ihrerseits die Cementit-Drähte entstehen. Inwieweit sowohl die mechanischen Eigenschaften des Damaszener Stahls als auch die auffälligen Bändermuster der Klingen auf diesen Nanostrukturen beruhen, sollen nun weitere Untersuchungen zeigen.

UTA BILOW – Frankfurter Allgemeine Zeitung