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Nanotechnologie

Fünf Gründe, die die Nanotechnologie ausbremsen

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2. Enttäuschte Erwartungen: Der Wunderstoff CNT soll in kleinsten Mengen Kunststoffe nicht nur leitfähig, sondern auch hart, zug- und kratzfest sowie widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen machen. Dank Silber-Nanopartikel würden T-Shirts und Turnschuhe nach dem Sport nicht mehr müffeln und Küchenoberflächen weitgehend bakterienfrei bleiben. Und nano-gedopte Beschichtungen machen Autolacke kratzfest. Die Möglichkeiten scheinen unendlich. Doch wie BASF-Nano-Spezialististin Thümen in vielen Versuchen herausfand, erfüllen die teuren Nanopartikel nicht immer die hohen Erwartungen. So zeigte sich, dass mitunter mit profanem Graphit bessere Ergebnisse erzielt werden als mit teurem Graphen.

Nicht zuletzt schraubt auch der hohe Materialpreis die Erwartungen an Nanomaterialien hoch. Schließlich müssen die Anwendungsvorteile der Nano-Produkte den deutlich teureren Preis rechtfertigen. Das Problem kennt auch Dr. Michael Hagemann von Evonik Industries: „Die Anwendungen werden zwar immer besser, aber der Markt zahlt die Preise nicht.“ Für ihn bleibt es daher eine schwierige Aufgabe, den verbesserten Effekt zu monetarisieren.

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3. Produktion von Nanomaterialien: Für die Produktion von Nanopartikeln bleibt das Scale-up eine große Herausforderung. Evonik beschäftigt sich schon seit 15 Jahren mit der modellhaften Beschreibung seiner großtechnischen Flammenreaktoren. So konnte der Spezialchemiehersteller in den vergangenen Jahren sein Verständnis über den Flammenprozess und dessen Skalierung vertiefen. Dies bildete die Grundlage für Standards zum Bau von Flammenreaktoren sowie dem Trouble-Shouting in bereits vorhandenen Anlagen. Die Fortschritte in Sachen Prozessorleistung bei Computern ermutigen Dr. Jürgen Flesch, Evonik, und seine Kollegen zu weiteren Arbeiten. Hierzu braucht es jedoch eine Roadmap, aus welcher Aufwand und Nutzen erkennbar ist.

Auch am Fraunhofer ISC in Würzburg beschäftigen sich Wissenschaftler mit der Produktion von Nanopartikeln – allerdings per nasschemischer Synthese. So lassen sich maßgeschneiderte multifunktionale Nanopartikel mit definierter chemischer Zusammensetzung, Größe, Form sowie definierten physikalischen und chemischen Eigenschaften erzeugen. Ein weiterer Vorteil: Die Partikel liegen in einer echten Dispersion vor – ohne Agglomerate.

Das Problem dabei: Die Dispersion ist stark verdünnt und mit Nebenprodukten belastet. Im Rahmen des Projektes Co-Pilot arbeiten die Würzburger Wissenschaftler u.a. an einem Waschprozess. Hierfür entwickeln sie gemeinsam mit CEPA eine halbkontinuierliche Zentrifuge. Ziel ist es, das Ernten des gefüllten Zylinders zu automatisieren. Am Ende des Waschprozesses entsteht ein zähes Gel, das redispergierbar ist.

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