Nützliche Teilchen

Funktionsoberflächen dank Nanopartikeln

form 214
Mai/Juni 2007


Verlag

Birkhäuser (Basel)

Silber, Titan, Diamanten – Materialien, aus denen früher vor allem Schmuck gemacht wurde, spielen heute für die High-Tech-Industrie und Designer eine immer größere Rolle. Ihre Nanostrukturen haben so herausragende Eigenschaften, dass man sie für die unterschiedlichsten Funktionen nutzen kann.

Ein Nanometer ist der milliardste Teil eines Meters. In dieser Dimension erweisen sich zum Beispiel Partikel aus Titandioxid als wahre Multitalente. Sie wirken schmutzauflösend, neutralisieren Gerüche und Giftstoffe in der Luft und blocken UV-Strahlung. Bereits 2001 hat der Glashersteller Pilkington das erste selbstreinigende Glas mit dem Namen Active auf den Markt gebracht und gilt damit als einer der Vorreiter der Entwicklung. Das Glas ist mit Titandioxid-Partikeln beschichtet, die unter Tageslicht die chemische Bindung organischer Schmutzpartikel zerstören. Weil sich auf dieser Schicht keine Tropfen bilden, verteilt sich Wasser als hauchdünner Film auf der Oberfläche und fließt ab. An großflächigen Fassaden und öffentlichen Verkehrsmitteln lassen sich auf diese Weise Kosten sparen. So wurde etwa das neueste Modell des japanischen Hochgeschwindigkeitszuges Shinkansen N700 auf der Strecke Tokio-Osaka mit der Titandioxid-Schicht ausgestattet. Doch das neue Material bekämpft nicht nur Schmutz, sondern auch in der Luft befindliche Schadstoffe. Die ersten Anwendungen, mit Titandioxid ausgestattete Tapeten und Paravents, kommen aus Japan und haben mehrere Umweltpreise gewonnen. Eine ähnliche Wirkung hat die neue Alpina-Wandfarbe AirClean. Sie nutzt die Fähigkeiten von Titandioxid zur Raumluftverbesserung: Der Wandanstrich wandelt Fettgeruch und Abgase in unbedenkliche Stoffe um – ein Effekt, der jahrelang anhält.

Nanosilber wird wegen seiner antibakteriellen Wirkung insbesondere für medizinische Komponenten wie Skalpelle oder Implantate verwendet. Die in die Oberfläche integrierten Silberionen töten auch solche Keime ab, die gegen Antibiotika resistent sind, und verhindern so lebensbedrohliche Infektionen. Einer der Spezialisten auf dem Gebiet ist das Nürnberger Unternehmen Bio-Gate, das unterschiedliche Materialien mit nanoskaligem Silber ausstattet, um einen langfristigen Schutz gegen Bakterien und andere Krankheitserreger zu erreichen.

Carbon Nanotubes (CNT) sind ein weiteres Paradebeispiel der Nanotechnologie. Ebenso wie Diamanten setzen sie sich aus Kohlenstoff zusammen. CNT sind extrem belastbar, fünfmal stabiler als Stahl und leiten elektrischen Strom so gut wie Kupfer. Mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen lassen sich hochbelastbare Kunststoffe herstellen, die sich für Sportgeräte wie den Baseballschläger auf unserem Foto oder Leichtbauteile eignen. Die Fraunhofer Technologie-Entwicklungsgruppe TEG hat zum Beispiel ein CNT-Verbundmaterial entwickelt, mit dem man die Griffe von Motorsägen extrem schnell erhitzen kann – damit Wald- und Bauarbeitern nicht die Hände erfrieren. Als führender Hersteller von CNT (Baytubes) möchte sich insbesondere Bayer MaterialScience etablieren.

www.pilkington.com
www.alpina-farben.de
www.bio-gate.de

Bild: Baytubes (Quelle: Bayer MaterialScience)