Bauletter, BAULINKS.de-Meldungen, vom 23.7.2012

„Aerographit“: Das leichteste Material der Welt kommt aus Norddeutschland

Ein Netzwerk aus porösen Kohlenstoffröhrchen, die dreidimensional auf Nano- und Mikroebene ineinander verwachsen sind - das ist das leichteste Material der Welt. Mit 0,2 Milligramm pro Kubikzentimeter ist es 75-mal leichter als Styropor und hält trotzdem eine Menge aus. Getauft haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian-Albrechts- Universität zu Kiel (CAU) und der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) ihre gemeinsame Entwicklung auf den Namen „Aerographit“. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“ am 3. Juli als Titelgeschichte veröffentlicht.

Die Eigenschaften

Es ist pechschwarz, stabil, elektrisch leitfähig, verformbar und undurchsichtig - mit seinen bemerkenswerten Eigenschaften und seiner geringen Dichte kann das Kohlenstoffmaterial „Aerographit“ offenbar alle Konkurrenten abhängen: „Unsere Entwicklung löst in Wissenschaftskreisen rege Diskussionen aus. Das Aerographit ist mehr als viermal leichter als der bisherige Weltrekordhalter“, freut sich Matthias Mecklenburg, Doktorand an der TUHH. Das vor einem halben Jahr vorgestellte Nickel-Material, das bis zu der aktuellen Publikation als leichtestes Material galt, bestand zwar ebenfalls aus einem winzigen Röhrensystem. Allerdings hat Nickel von vornherein ein höheres Atomgewicht. „Wir können dazu noch Röhren herstellen, die aus porösen Wänden bestehen, und dadurch extrem leicht sind“, ergänzt Arnim Schuchardt, Doktorand an der CAU.

Trotz des niedrigen Gewichtes soll Aerographit sehr belastbar sein. Während leichtgewichtige Materialien üblicherweise Druck aber nicht Zug aushalten können, zeichne sich das Aerographit durch hervorragende Stabilität bei Druck- und Zugbelastung aus. So lasse es sich um bis zu 95 Prozent komprimieren und wieder in die ursprüngliche Form auseinander ziehen, sagt der Kieler Professor Rainer Adelung: „Dabei wird das Aerographit bis zu einem bestimmten Grad sogar fester, und damit stärker als vorher.“ Andere Materialien würden durch derartige Belastungen zunehmend schwächer und instabiler werden. „Außerdem absorbiert das Material fast vollständig Lichtstrahlen. Man könnte sagen, es erzeugt das schwärzeste Schwarz“, ergänzt der Hamburger Professor Karl Schulte.

Die Anwendung

Dank der besonderen Materialeigenschaften des Aerographits könnte es beispielsweise in Li-Ionen-Batterien eingesetzt werden. Das heißt, dass nur noch eine minimale Menge Batterieelektrolyt eingesetzt werden muss, was zu einer wichtigen Gewichtsreduktion bei den Batterien führen soll. Weitere Anwendungen sehen die Wissenschaftler darin, mithilfe des Aerographits nichtleitfähige Kunststoffe elektrisch leitfähig zu machen, ohne, dass diese an Gewicht zunehmen. Damit ließen sich statische Aufladungen, die man aus dem Alltag kennt, vermeiden.

Auch wird ein Einsatz in Luftfahrt- und Sattelitenelektronik in Erwägung gezogen, denn diese muss besonders große Vibrationen aushalten können. Oder auch in der Wasserreinigung verspricht das Material großes Potenzial. Es könnte als Sorptionsmittel für persistente Wasserschadstoffe diese elektrochemisch oxidieren, also zersetzen, und so abbauen. Dabei kämen die Vorteile des Aerographits, nämlich mechanische Stabilität, elektrische Leitfähigkeit und hohe Oberfläche zum Tragen. Diese Vorteile sind auch nützlich bei der möglichen Reinigung von Außenluft für Inkubatoren oder Beatmungsgeräten. ... Kommen wir zurück in unsere Welt des Bauens:
   

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