Winzige Partikel schützen vor Sonnenbrand
Degussa startet mit der Produktion von neuen Nano-Materialien

Die Größe macht?s: Viele Materialien verändern ihre Eigenschaften, wenn sie in Nanogröße, also in winzig kleinen Partikeln, hergestellt werden. Forscher des Konzerns Degussa haben die Eigenschaftsänderungen bei Nanopartikeln untersucht und sich diese für eine Reihe ganz neuer Anwendungen zu Nutze gemacht.

DÜSSELDORF. Die Eigenschaften von Keramik sind bekannt: Das Material ist hart, spröde und hält selbst hohen Temperaturen stand. Dass man aus diesem Werkstoff eine dünne flexible Filtermembran fertigen kann, hätte vor wenigen Jahren niemand gedacht. Möglich wurde dies erst durch die Herstellung von Keramikpartikeln in Nanogröße (ein Millionstel Millimeter), die zu einer Nanomembran geformt werden können.

Mit dieser Entdeckung schafften die Forscher des Chemiekonzerns Degussa die Basis für eine neuartige Autobatterie. "Denn das Keramikflies verträgt Temperaturen von mehr als 800 Grad Celsius und ermöglicht es, speicherstarke Lithium-Ionen-Batterien künftig auch in der Größe einer Autobatterie herzustellen", erläutert Andreas Gutsch, der drei Jahre lang die Nanotechnologie-Forschung des Chemiekonzerns leitete und heute Entwicklungsleiter des Konzern ist.

Die Nutzung von großen mehrzelligen Lithium-Batterien war bislang zu gefährlich, da diese bei einer Beschädigung in einer Art Kettenreaktion explodierten. Gegenüber einer Trennmembran aus Kunststoff schmilzt die neue leichte Keramikmembran - eine Mischung aus Zirkon- und Aluminiumoxid - selbst bei hohen Temperaturen nicht. So wird verhindert, dass eine Zelle, die beispielsweise bei einem Autounfall zerstört wird, über eine Kettenreaktion die ganze Batterie in die Luft sprengt. "In China werden zurzeit mit unserer Keramikmembran großvolumige Batterien gebaut", sagt Gutsch. "Ich kann mir sehr gut vorstellen, dass die Lithium-Batterie als 42-Volt-Energiespeicher eines Tages die heutige Bleibatterie im Auto ersetzen wird."

Die Degussa-Forscher haben auch für andere Nanomaterialien wie Zinkoxid, Ceroxid und Indiumzinnoxid neue Anwendungen entwickelt. So schützen Nanopartikel aus Zinkoxid in Hautcremes vor Sonnenbrand. Die Nanoteilchen legen sich wie ein unsichtbarer Schutzschild auf die Haut und reflektieren wie kleine Spiegel die Sonnenstrahlen. "In Kombination mit nanoskaligem Titanoxid, das vor allem als UV-Filter wirkt, erzielen wir einen hohen Lichtschutzfaktor, der gleichzeitig auch vor Hautalterung schützt", erklärt der Entwicklungschef.

Drei Jahre lang haben zwölf Wissenschaftler aus unterschiedlichen Geschäftsfeldern zusammengearbeitet, um möglichst viele neue Nanomaterialien zu entwickeln und sinnvolle Anwendungen zu finden, die zu neuen Märkten führen, sagt Alfred Oberholz, Mitglied im Vorstand des Chemiekonzerns. Anfang des Jahres wurde die interne Wissenschaftlergruppe aufgelöst und die Ergebnisse an den Nachfolger Degussa Advanced Nanomaterials weitergegeben. Aufgabe des internen Startup-Unternehmens ist es nun, die Nanomaterialien zu produzieren und zu vermarkten.

Bereits im Sommer wird der Unternehmensbereich in Hanau-Wolfgang mit der Produktion im Tonnenmaßstab beginnen. Darüber hinaus wird das Startup-Unternehmen Pilotanlagen nutzen, die die Herstellung von Nanomaterialien in der Größenordnung von mehreren Hundert Kilogramm ermöglichen. Verdienen will der Chemiekonzern aber nicht nur am Verkauf der Nanomaterialien, sondern auch durch die Vermarktung des Know-hows.

Noch ist die Herstellung von Nanopartikeln ein kleiner Markt. Marktbeobachter rechnen jedoch damit, dass dieser Bereich der Nanotechnik in den kommenden Jahren kräftig wachsen wird. "Degussa ist mit seiner starken Fokussierung auf neue Materialien im Vergleich zu anderen Unternehmen, die ebenfalls im Bereich Nanopartikel forschen, recht gut positioniert", so die Einschätzung von Patrick Fuchs, Analyst bei der DZ Bank.

Die Nanofirma von Degussa forscht auch weiter. "Wir suchen zurzeit nach elektrisch leitfähigen nanoskaligen Materialien, mit denen künftig Häuserwände durch einen einfachen Anstrich in eine riesige Solarzelle verwandelt werden können", sagt Gutsch. "Wenn alles klappt, werden wir in spätestens fünf Jahren mit einem solchen Produkt auf den Markt kommen."

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