Nanokomposite

Nanokomposite bestehen aus Füllstoffen in Nanogröße, die in ein anderes Material, die sogenannte Matrix, eingebettet sind. Damit bilden sie eine neue Klasse von Materialien, die häufig eine höhere Leistungsfähigkeit als konventionelle Verbundwerkstoffe aufweisen. Bisher angewandte nanoskalige Füllstoffe sind beispielsweise metallische Nanopartikel wie Lithiumpartikel oder Goldpartikel und Alumosilikate, zu denen Zeolithe und Nanoclays zählen.

Die veränderten Stoffeigenschaften lassen sich darauf zurückführen, dass durch die größere Oberfläche der Nanofüllstoffe eine größere Wechselwirkung mit dem Matrixmaterial besteht. Neben der homogeneren Einheit der Verbundstoffe ergeben sich besondere physikalische Eigenschaften, die konventionelle Werkstoffe nicht aufweisen.

Anwendung von Nanokompositen im Leichtbau

Mit der Technologie der Nanokomposite werden vor allem Kunststoffe gezielt verbessert. Die Optimierung wird durch die Abstimmung des Kunststoffs und des zugegebenen Nanofüllstoffs auf das entsprechende Anwendungsgebiet ermöglicht. Dabei werden Nanopartikel in die Polymermatrix, zum Beispiel Polystyrol oder Polyolefine wie Polypropylen, eingebettet. Ein großer Anwendungsbereich ist der Leichtbau in der Automobilindustrie oder der Luftfahrt. Leichtbau-Materialien, wie verstärkte Kunststoffe, weisen hier eine verbesserte Oberflächenbeschaffenheit auf. Leichtere und stabilere Rotorblätter sowie ein besserer Verschleißschutz von Getrieben steigern zudem die Effizienz der Windenergiegewinnung. Das Einbetten von Nanoclays in Kunststoffe bewirkt zudem einen erhöhten Brandschutz. Als ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet gelten kratzfeste Lacke.

Weitere Anwendungsbereiche

Nanokomposite eignen sich auch zur Verpackung empfindlicher Stoffe oder für Treibstofftanks. Durch die Nanofüllstoffe wird die Durchlässigkeit von Sauerstoff, Wasserdampf oder Kohlenwasserstoffen verringert.

Englische Übersetzung(en):

nanocomposites