Verbundwerkstoffe

Hochleistungswerkstoffe durch Nanotechnologie

17.07.2008 | Redakteur: Dorothee Quitter

Modifizierte Kohlenstoffnanoröhrchen (AFM-Aufnahme)

Das GKSS-Forschungszentrum Geesthacht koordiniert das EU-Projekt Harcana (High Aspect Ratio for Carbon-based Nanocomposites) zur Entwicklung neuer Kunststoffe.

Mit neuartigen Nano-Verbundwerkstoffen auf Kunststoffbasis lassen sich zum Beispiel Leichtbauwerkstoffe entwickeln, die mechanische Stabilität von Materialien erhöhen sowie elektrische oder magnetische Eigenschaften hinzufügen. Einsatzmöglichkeiten der neuen Verbundwerkstoffe, die sich nicht elektrostatisch aufladen und Strom ableiten, wären zum Beispiel in Benzinleitungen für Fahrzeuge, sowie spezielle Verpackungsmaterialien und Membranen. Die Europäische Kommission fördert das Projekt mit insgesamt rund 7,4 Mio. Euro. Mehr als 1,05 Mio. Euro davon gehen direkt an die Helmholtz-Forscher der GKSS.

Erforschung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen in Geesthacht

Das Projekt Harcana gliedert sich in insgesamt elf Arbeitspakete. Eines davon beschäftigt sich unter anderem mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen (Carbon Nanotubes). Die Wände dieser Röhrchen sind aus Kohlenstoff-Atomen aufgebaut, die in der Regel nur einige Atomlagen dünn sind.

Carbon Nanotubes sind ein junges Material, mit einzigartigen Eigenschaften: Ein wesentlicher Aspekt ist die elektrische Leitfähigkeit des neuen Werkstoffs. Außerdem erhöhen Carbon Nanotubes im Kunststoff dessen Festigkeit, Steifigkeit und Bruchsicherheit: Carbon Nanotubes sind zwanzig Mal fester als Stahl und gleichzeitig so leicht wie Aluminium.

Jedoch befinden sich Verbundstoffe mit Carbon Naotubes noch in der Entwicklung. Unter anderem wird der Frage nachgegangen, wie auf molekularer Ebene eine gleichmäßige Verteilung dieser Nanofasern im Kunststoff erzielt werden kann. Denn eine komplizierende Eigenschaft der Nanotubes ist, dass sie die Tendenz haben, aneinander kleben zu bleiben - die Röhrchen klumpen zusammen. Dadurch verliert der neue Werkstoff zurzeit noch schnell seine besonderen Eigenschaften.

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