Ein iPhone aus Keramik? Sicher warum nicht!

Jul 04, 2023

Brian Barrett

Letzte Woche hat Apple eine weitere Super-Deluxe-Version der Apple Watch vorgestellt. Was machte es so begehrenswert? Kein Gold (oder Roségold), sondern eine neue Interpretation eines alten Materials: Keramik. Es ist wunderschön, es ist robust – und es wäre keine Überraschung, es bald auch auf dem iPhone zu sehen.

Wir haben die Gründe dargelegt, warum Keramik in Smartwatches immer häufiger vorkommt. Es stellt sich jedoch heraus, dass bestimmte Keramikarten aus den gleichen Gründen gut an Ihrem Handgelenk funktionieren und daher auch für andere Unterhaltungselektronik geeignet sind. Wie zum Beispiel ein Smartphone.

Tatsächlich wird es dort bereits eingesetzt. Die in China ansässigen Hersteller OnePlus und Xiamoi haben bereits Keramik in ihre Geräte integriert. Und auch Apple hat sich zumindest mit der Idee beschäftigt. Patente sind nicht viel wert, aber eines, das erst letzte Woche veröffentlicht wurde, deutet darauf hin, dass Apple sich zumindest einige Gedanken darüber gemacht hat, wie Keramik in einem iPhone funktionieren könnte.

Das ist gut! Weil ein Keramik-iPhone absolut Sinn macht, auch wenn es teuer ist.

Keramik ist ein weit gefasster Begriff, der eine Familie von Materialien umfasst, die sich in ihren Eigenschaften stark unterscheiden können. Stellen Sie sich das so vor: Fruit Loops und Shredded Wheat sind beides Cerealien, bieten aber völlig unterschiedliche Erlebnisse.

Lassen Sie uns also eingrenzen. Was Apple in der Apple Watch hauptsächlich verwendet, ist eine Keramik namens Zirkonoxid, kombiniert mit einer anderen Keramik, Aluminiumoxid, um sie weiß zu machen und Wärme abzuleiten.

Der eigentliche Star ist jedoch Zirkonoxid, und das aus gutem Grund.

„Es ist unglaublich hart und verschleißfest“, sagt Dr. M. Grant Norton, Materialwissenschaftler an der Washington State University und Mitautor von Ceramic Materials: Science and Engineering. „Es ist bruchsicherer als andere Keramiken.“

Dieser zweite Teil ist wichtig. Während Keramik für ihre Zähigkeit bekannt ist – sie zerkratzt oder verbiegt sich nicht annähernd so leicht wie viele Metalle –, zögern einige Arten nicht, in eine Million Stücke zu zerbrechen, wenn sie fallen gelassen werden. Nicht so, Zirkonoxid. Oder zumindest nicht so wahrscheinlich.

„Zirkonoxid hat die Fähigkeit, Risswachstum zu widerstehen“, sagt Dr. William Carty von der Alfred University, der auf Keramiktechnik spezialisiert ist. „Das heißt, sobald sich ein Riss zu bewegen beginnt, gibt es Mechanismen auf atomarer Ebene, die helfen können, diesen Riss zu stoppen.“

Die Vorteile gehen weiter. Keramik ist leichter. Sie leiten die Wärme schlecht ab, was zwar schlecht für den Akku ist, aber gut für einen angenehmen Halt sorgt. Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass Apple in absehbarer Zeit auf kabelloses Laden umsteigen wird, aber wenn ja, würde ein Keramikgehäuse dies ermöglichen, ohne auf klebrige Kunststoffgehäuse zurückgreifen zu müssen. Und Funkfrequenzen können ohne große Probleme durchgelassen werden, sodass solche (oder andere) offensichtliche Antennenleitungen möglicherweise nicht erforderlich sind.

Es gibt Apple auch die Möglichkeit, mit einigen bahnbrechenden Designs zu experimentieren. „Es kann in einer völlig transparenten Form hergestellt werden“, sagt Norton. So könnte beispielsweise ein Zifferblatt aus Zirkonoxid theoretisch die innere Mechanik zeigen. Dieselbe Eigenschaft könnte einem Gerät auch eine elegante Glasoptik verleihen und eine weitaus längere Lebensdauer bieten.

„Das ist eine gute Wahl“, sagt Carty. Und nun zum Hintern.

Sie fragen sich an dieser Stelle vielleicht: Wenn Keramik so ein Traummaterial ist, warum steckt sie dann nicht schon in jedem Smartphone? Oder wirklich kaum? Gute Frage! Leider gibt es ein paar Antworten.

Erstens sind die Kosten. Es ist schwer, Keramikprodukte von der Stange zu kaufen; Normalerweise müssen Sie eine Sonderbestellung aufgeben. (Das wäre auf jeden Fall bei Apple der Fall.) Die Keramik-Apple Watch vermittelt einen Eindruck von der Premium-Qualität, von der wir sprechen. Es beginnt bei 1.250 $; Das entsprechende Aluminiumgehäuse kostet 370 US-Dollar. Das ist ein großer Sprung.

Lauren Goode

WIRED-Mitarbeiter

Julian Chokkattu

Brenda Stolyar

Das bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass ein iPhone einen vergleichbaren Anstieg verzeichnen würde. Norton verwendet Saphir als Vergleichspunkt. In einem Ring kann eine bestimmte Menge Saphir Tausende von Dollar wert sein. Nehmen Sie die gleiche Menge und verwenden Sie sie als Seiko-Zifferblatt, und Sie werden vielleicht hundert Dollar ausgeben.

„Diese Materialien sind von Natur aus sehr kostengünstig“, sagt Norton. „Es ist die Form, in die man sie einbringt, die die Kosten mehr oder weniger in die Höhe treibt … Das sind die verbraucherbedingten Kosten, die nichts mit dem Material selbst zu tun haben.“

Das heißt aber nicht, dass es keine Probleme gibt, die direkt mit dem Material selbst zusammenhängen. Aus praktischer Sicht ist die Hitze das größte Problem. Smartphones erzeugen viel davon, weshalb Metalle ein so beliebtes Material für Flaggschiffe sind. Sie haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit, was bedeutet, dass sie Wärme ableiten können, um das Innere kühl zu halten. Zirkonoxid? Nicht so viel.

„Das ist ein potenzielles Problem“, sagt Carty. „Zirkonoxid leitet Wärme nicht sehr gut.“ Die Verwendung in einem iPhone würde andere Möglichkeiten erfordern, um die Temperaturen angemessen zu halten, sei es das Einmischen einer anderen Substanz mit besserer Leitfähigkeit, wie Aluminiumoxid, oder eine andere neue Methode, um zu verhindern, dass Ihr Smartphone zu einem Toaster wird.

Oder vielleicht wird es doch kein Keramik-iPhone geben! Wer kann das schon sagen? (Apple tat dies nicht, als ich fragte.) Aber wenn Apples Flaggschiffprodukt am besten als Leinwand für Entwickler zum Malen geeignet ist, könnte es genauso gut das beeindruckendste sein, was die Materialwissenschaft kaufen kann.