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interessante Werkstoffe

Weitere interessante Werkstoffe: Metamaterial

Nano

Kohlenstoffnanoröhren (CNT)

Verarbeitung

Carbon Nanotubes (Kohlenstoffnanoröhren) sind fest und flexibel, aber sehr kohäsiv. Sie sind schwierig in Flüssigkeiten, wie Wasser, Ethanol, Polymer oder Epoxydharz, zu dispergieren. Ultraschall ist eine effektive Methode, um separate, einzeln dispergierte Carbon Nanotubes zu erhalten.

Bezugsquellen

Kohlenstoff-Nanostrukturen

  • Aixtron - Weltweit größter Hersteller von MOCVD Anlagen - AIXTRON SE ist ein führender Anbieter von Depositionsanlagen für die Halbleiterindustrie. Die Produkte der Gesellschaft werden weltweit von einem breiten Kundenkreis zur Herstellung von leistungsstarken Bauelementen für elektronische und opto-elektronische Anwendungen (Photonik) auf Basis von Verbindungs-, Silizium- und organischen Halbleitermaterialien sowie Kohlenstoff-Nanostrukturen, Graphen und weiteren Nanomaterialien genutzt. Diese Bauelemente werden in der Displaytechnik, der Signal- und Lichttechnik, Glasfaser-Kommunikationsnetzen, drahtlosen und mobilen Telefonie-Anwendungen, der optischen und elektronischen Datenspeicherung, der Computer-Technik sowie einer Reihe anderer High-Tech-Anwendungen eingesetzt. Die Aktien des 1983 gegründeten Unternehmens mit Sitz in Herzogenrath sind im Prime Standard der Frankfurter Wertpapierbörse und in Form von American Depositary Shares (ADS) am Global Select Market der NASDAQ notiert und im TecDAX, im NASDAQ Composite Index, im MSCI World Small Cap Index, im Natur-Aktien-Index (NAI) sowie im Dow Jones Stoxx 600 vertreten.

Maisplastik

PlayMais

PlayMais® ist ein natürliches Spielzeug zum Basteln, das zu 100% biologisch abbaubar ist und die Umwelt nicht belastet. Es wird auf der Basis von Maisgrieß und Wasser hergestellt und mit Lebensmittelfarbe eingefärbt.

Flüssigholz

Lignin

Lignine (lat. lignum „Holz“) bilden eine Gruppe von phenolischen Makromolekülen, die sich aus verschiedenen Monomerbausteinen zusammensetzen. Es handelt sich um feste Biopolymere, die in die pflanzliche Zellwand eingelagert werden und dadurch die Verholzung der Zelle bewirken (Lignifizierung). Etwa 20 % bis 30 % der Trockenmasse verholzter Pflanzen bestehen aus Ligninen, damit sind sie neben der Cellulose und dem Chitin die häufigsten organischen Verbindungen der Erde.

Pflanzen ohne Lignin können durch die Cellulose zwar beträchtlichen Zugkräften standhalten, gegenüber Druck sind sie dagegen empfindlich. Es bietet Schutz gegen Eindringen von Wasser in das Zellwandmaterial und hält dieses somit in den Leitgefäßen (Xylem und Phloem) sowie im Innern der Zellen. Weitere Schutzwirkung besteht gegenüber UV-Licht sowie mechanischer Beschädigung und dem Eindringen von Schädlingen. Schließlich kann Lignin nur schwer von Bakterien bzw. Pilzen abgebaut werden und hemmt infolgedessen das Wachstum pathogener Mikroorganismen passiv[5] sowie aktiv durch den Aufbau von Wundlignin in Bereichen mit mechanischer Beschädigung.

Eigenschaften

Lignin ist sehr fest bis spröde und hell- bis dunkelbraun gefärbt. Es ist optisch isotrop, UV-Licht wird von dem Material fast vollständig absorbiert, sichtbares Licht zum Teil.

Lignin stellt allerdings keine einheitliche Substanz dar, sondern eine Gruppe von phenolischen Makromolekülen, die sich aus verschiedenen Monomerbausteinen zusammensetzen. Dabei wird durch die Kombination ähnlicher Grundmoleküle eine dicht vernetzte, amorphe Masse aufgebaut. Die Struktur besitzt im Vergleich zu Polysacchariden wesentlich weniger polare Gruppen, wodurch Lignine hydrophob und damit in Wasser und vielen anderen Lösungsmitteln nicht löslich sind. Aus diesem Grund sind sie biologisch wie chemisch schwerer abbaubar, als andere natürliche Stoffe.

Zusammensetzung von pflanzlicher Biomasse

Hexosen Pentosen Lignine
(Cellulose) (Hemicellulosen)
Nadelholz 57–60% 7–11% 27–32%
Birkenholz 45–47% 21–27% 19–20%
Buchenholz 50–54% 19–24% 22–23%
Weizenstroh 35–39% 22–24% 18–25%

Lignin ist bei der Papierherstellung ein Abfallprodukt, da zur Produktion von Papier und Zellstoff das Lignin aus der Lignocellulose gelöst und aus dem Prozess entfernt werden muss.

Lignin - das Flüssigholz als Basis von Ökoplastik

Im Jahr 1998 wurde von der Firma Tecnaro ein natürlicher Biowerkstoff entwickelt, der den Namen Arboform erhielt und allgemein als „Flüssigholz“ bezeichnet wird. Er basiert auf Lignin, dem Naturfasern wie Flachs oder Hanf beigemischt werden, und kann mit etablierten Kunststoffverarbeitungsformen verarbeitet werden, insbesondere im Spritzguss, der Extrusion, in Pressverfahren sowie durch Tiefziehen und Blasformen.

Am 2011-07-03 wurde auf RTL2 in der Sendung „Welt der Wunder“ bereits zum zweiten mal darüber berichtet. Erstmals berichtete „Welt der Wunder“ ca. 10 Jahre vorher von den bedien Erfindern (Helmut Nägele und Jürgen Pfitzer) und ihrer Idee „Flüssigholz“.

Sowohl das Lignin als auch verschiedene Ligninderivate können als Bausteine in Duroplasten oder in Kunststoffen als Füllstoffe eingesetzt werden. Sie wirken hierbei als Phenolharzkomponente. Durch die Reaktion mit Epichlorhydrin können Epoxidharze hergestellt werden, die bei einer Kondensierung mit Alkalilignin in Polyalkoholen resultieren. Mit Isocyanaten lassen sich diese zu Polyurethanen umsetzen. Bei der Reaktion des Lignins mit Formaldehyd entstehen Phenoplaste, und bei der Vernetzung mit Copolymeren wie Harnstoff, Melamin und Furanen über Formaldehyd entstehen verschiedene Harze (Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melaminharze, und Furanharze bzw. Syntactics). Insbesondere ligninbasierte Phenoplaste stellen eine potenzielle Ersetzungsmöglichkeit von gesundheitlich bedenklichen Phenolen und Formaldehyd als Bindemittel in Spanplatten und anderen Holzwerkstoffen dar; durch ihre hochmolekulare Struktur sind sie weniger flüchtig und löslich, zudem werden sie als physiologisch unbedenklich eingestuft.

Gorilla-Glas

Bis vor wenigen Jahren war die 1851 gegründete Firma Corning nur Insidern der Glas- und Keramikbranche ein Begriff. 2007 änderte sich das schlagartig. Damals nämlich erschien das erste iPhone auf dem Markt, ausgestattet mit einem Touchscreen aus Gorilla-Glas der Firma Corning.

Auf der CES in Las Vegas hatte Corning die zweite Gorilla-Glas-Generation vorgestellt. Die ersten Geräte mit den entsprechenden Displays sollen noch in diesen Wochen auf den Markt kommen. Gorilla-Glas 2.0 ist 20 Prozent dünner als die erste Generation, soll aber genauso kratzfest und stabil sein, wie Anwender vom Original-Produkt gewohnt sind.

Derzeit ist Gorilla-Glas 1,1 Millimeter dick. Die legendäre Stabilität ist durch die chemische Basis des Materials begründet. Erreicht wird dies durch einen Ionenaustauschprozess in einem 400 °C heißen alkalischen Salzbad.

Dass Glasoberflächen aber noch wesentlich dünner und auch flexibler sein können, zeigt Corning ebenfalls in Palo Alto. Zum Beispiel für flexible Displays hat das Unternehmen biegsames Glas entwickelt, das 100 Micrometer „dick“ ist - das entspricht 0,1 Millimeter. Derzeit gibt es allerdings noch keine Geräte, in denen dieses Glas zum Einsatz kommt.

interessante_werkstoffe.txt · Zuletzt geändert: 2016/04/13 00:49 (Externe Bearbeitung)