Extrem leitfähig, stärker als Stahl und leichter als Aluminium – das sind nur einige der erstaunlichen Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren oder Carbon Nano Tubes (CNT). Der "Wunderwerkstoff" hatte bisher nur einen großen Nachteil: er ließ sich nur schlecht verarbeiten. Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft haben nun ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich die CNT auch im industriellen Maßstab nutzen lassen. Sie könnten beispielsweise für stabilere Tennisschläger oder beheizte Tapeten sorgen.
Seit ihrer Entdeckung 1991 beflügeln CNT, die Phantasie von Wissenschaftlern und Unternehmern gleichermaßen. Die Herstellung der Nano-Tubes als Rohstoff ist mittlerweile kein großes Problem mehr. Trotzdem gibt es kaum Produkte, denn der Werkstoff hat einen gravierenden Makel: CNT lassen sich nur schwer mit anderen Werkstoffen verbinden und widersetzen sich den meisten Produktionsverfahren.
Wissenschaftler der Fraunhofer-Technologie-Entwicklungsgruppe TEG in Stuttgart, haben jetzt eine Methode vorgestellt, mit dem sich das eigenwillige Material kostengünstig verarbeiten und in der Serienproduktion einsetzen lässt. Eines der ersten Produkte, das CNT-Halbzeuge der Fraunhofer TEG enthält, sind die DNX-Tennisschläger der Firma Völkl. Mit hervorragendem Erfolg: 90.000 Rackets waren geplant, die Schläger verkaufen sich jedoch so gut, dass die Produktionszahlen wahrscheinlich aufgestockt werden.
"Die Carbon-Nano-Tubes sollen den Rahmen an den besonders belasteten Stellen verstärken und die Dämpfungseigenschaften des Tennisschlägers verbessern", erklärt Projektleiter Ivica Kolaric. Kolaric und sein Team im Stuttgarter CNT-Applikationslabor stellen ihre CNTs derzeit in Papierform her. Die Blätter sehen aus wie schwarzes Tonpapier und kosten nur wenige Euro pro Quadratmeter.
Ungegrenztes Anwendungsspektrum?
"Wir sind jedoch nicht an eine bestimmte Form gebunden", betont Kolaric. Das CNT-Verbundsystem lässt sich mit unterschiedlichen Materialien vermengen und ebenso einfach mit Kunststoffen wie mit Textilien verbinden. Verstärkte Tennisschläger sind dabei nur eine von vielen Anwendungsmöglichkeiten. Das größte Potenzial für neue Produkte sieht der Forscher derzeit in der Nutzung der elektrischen Eigenschaften der Nano-Tubes zur Wärmeerzeugung. Das Material ist nicht nur sehr leicht und fest, sondern kann auch beliebig große Flächen sehr effizient aufheizen.
Probeweise haben die Stuttgarter Ingenieure damit bereits Nierengurte bestückt, Autospiegel enteist und kleine Boiler aufgebaut, die Wasser zum Kochen bringen und dabei nur einen Bruchteil der Zeit benötigen, die handelsübliche Geräte brauchen. "Im Prinzip ist das Anwendungsspektrum fast unbegrenzt und reicht von Heizdecken über beheizbare Flugzeugtragflächen, die nicht mehr vereisen, bis hin zu Tapetenheizungen für kalte Wände", so Kolaric.
(idw – Fraunhofer-Gesellschaft, 09.05.2006 – DLO)
