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Aerographit - der leichteste Stoff der Welt

Neues Hightech-Material revolutioniert Technik

Aerographit heißt ein neuer Werkstoff, den Forscher in Hamburg und Kiel entwickelten. Das äußerst poröse Material besteht zu 99,99% aus Luft und ist 75mal leichter als Styropor. Was auf den ersten Blick wie eine amüsante Nichtigkeit wirkt, offenbart beim genaueren Hinsehen verblüffende Anwendungsmöglichkeiten. So könnte Aerographit als umweltfreundliche Lösung die Akkuherstellung revolutionieren, in der Luftfahrt- und Satellitenelektronik zum Einsatz kommen oder zur Produktion von leitfähigen Kunststoffen beitragen.

Aerographit - leichter als Aerogele

Nanostruktur Aerographit

Das fast fertige Aerographit: Faszinierende Strukturen mit unglaublichem Potenzial zum Beispiel in der Herstellung von Batterien.

Was ist schwarz, elektrisch leitfähig, verformbar und doch stabil? Die Antwort: Aerographit, ein in Kiel und Hamburg entwickeltes Hightech-Material. Aerographit hält derzeit den Rekord als leichtester Stoff der Welt – ein Kubikzentimeter wiegt nur 0,2 Milligramm. Das Geheimnis von Aerographit liegt in seiner porösen Struktur, die von winzigen Graphitröhrchen in Form von Tetrapoden gebildet wird.

Bei einem Käse möchte zwar niemand, dass er in erster Linie aus Löchern besteht – bei Werkstoffen für die Industrie kann das aber durchaus erwünscht sein. Festkörper, deren Gehalt an Luft bei mindestens 99,98% liegt, werden als Aerogele bezeichnet; es gibt sie seit den 1930er Jahren. Sie bestehen aus winzigen kristallinen Strukturen und den entsprechenden Zwischenräumen. Deren Größe bewegt sich im Nanobereich – liegt also bei einem Millionstel Millimeter. Man kann Aerogele mit einem Schwamm vergleichen, allerdings mit einem, der sehr fein gewirkt ist und über eine überraschende Stabilität verfügt. Zudem sind Aerogele halbtransparent und erscheinen je nach Hintergrund mattweiß bis milchigblau.

 

Aerographit: 99,99% Luftanteil

Physikalische Eigenschaften von Aerographit

Kleiner Krümel ganz groß: Aerographit kann sehr gut Licht, wie hier das Licht eines Laserpointers, absorbieren.

Aerographit ist hingegen pechschwarz, weil es fast vollständig Lichtstrahlen absorbiert. Der von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) entwickelte Stoff bringt es sogar auf einen Luftgehalt von 99,99%, womit er viermal leichter ist als der bisherige Rekordhalter. Doch bei dem Gewicht handelt es sich nur um einen Aspekt. Die komplexe Struktur beschert Aerographit eine ausgesprochen große innere Oberfläche, womit es ideal für die Reinigung von Trinkwasser oder Atemluft ist.

In Li-Ionen-Batterien, die dann mit erheblich weniger Batterieelektrolyt auskämen, könnte das Material zum Umweltschutz beitragen. Doch auch in der Luftfahrt- und Satellitenelektronik wird sich Aerographit ausgesprochen nützlich machen. Auch für leitfähige Kunststoffe gibt es durchaus Anwendungsmöglichkeiten. Mitunter können viele Löcher im Käse eben doch Vorzüge haben.

von wissen.de-Autor Dr. Kai Jürgens, Dez. 2012
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Hervorragende Erfindung. Da ich nun in meinem Alter schon sehr viele zum Teil geniale Erfindungen gesehen habe, stellt sich automatisch die Frage: Wann ist das Material marktreif und vor allem, was kostet es? Ausserdem ist natürlich auch wichtig zu wissen, in welcher Form das "Material" den Anwendern zur Verfügung gestellt wird. Und zu guter letzt: Kann man sich allenfalls an einem "Spin-up" beteiligen und wenn ja, wie sehen die Konditionen aus!


"Deren Größe liegt also bei einem Millionstel Millimeter." Auf der Grafik ist die Maßeinheit 0,001mm aufgebracht.
entspricht einem Mikrometer. Was gilt nun Mikro oder Nanometer?