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pte20120327014 Forschung/Entwicklung, Umwelt/Energie

Forscher entwickeln Hightech-Zellulose

Pflanzenbasiertes Aerogel verfügt über tausendfache Tragkraft


Zellulose: Pflanzenzellstoff als Zukunftsmaterial (Foto: cam.ac.uk)
Zellulose: Pflanzenzellstoff als Zukunftsmaterial (Foto: cam.ac.uk)

Helsinki/San Diego (pte014/27.03.2012/12:04) - Forscher der Technischen Universität Helsinki http://helsinki.fi haben ein Material entwickelt, das zu den leichtesten Konstruktionen der Welt gehört und extrem Tragfähigkeit auf Wasser aufweisen soll. Die auf pflanzlicher Zellulose basierende Substanz soll theoretisch das bis zu Tausendfache seines Eigengewichts transportieren können. Die Wissenschaftler haben ihre Erfindung auf dem Frühlingskongress der American Chemical Society in San Diego präsentiert.

Vorbild aus der Natur

Vorbild für den neuen Stoff ist der Wasserläufer. Das in der Regel zwischen acht und zehn Millimeter lange Insekt ist bekannt für seine Leichtigkeit und für seine Fähigkeit, sich auf der Wasseroberfläche fortbewegen zu können. Während die meisten Arten rund um Tümpel und Teiche heimisch sind, haben sich manche sogar auf Fließgewässer spezialisiert.

Das von Olli Ikkala und seinem Team entwickelte Material imitiert die Eigenschaften der Beine, die von den Wasserläufern als "Tragflächen" eingesetzt werden. Es besteht aus winzigen Fibrillen aus verarbeitetem Pflanzenzellstoff. Dies erlaubt dem Material eine feste Form bei gleichzeitiger Stabilität und hohem Luftanteil. Eigenschaften, die Aerogelen allgemein eine Bezeichnung als "solid smoke" (fester Rauch) eingebracht haben.

Nanozellulose als Stoff der Zukunft

Zellulose ist einer der Hauptbestandteile pflanzlicher Zellwände und verleiht etwa Bäumen ihre Tragkraft und Stabilität. Industriell wird sie hauptsächlich in der Papier- und Textilindustrie eingesetzt. Veränderte Varianten auf Basis von Nanotechnologie sollen aber zukünftig noch viele weitere Verwendungsmöglichkeiten eröffnen. Ein wesentlicher Vorteil des Materials liegt zudem darin, dass es sich um einen erneuerbaren Rohstoff handelt.

"Es kann von großem Wert sein, der Welt beim Übergang zu Stoffen zu helfen, bei deren Erzeugung nicht auf fossile Brennstoffe zurückgegriffen werden muss", so Ikkala laut Science Daily http://sciencedaily.com . "Die Nutzung von Zellulose aus Holz beeinflusst nicht die Verfügbarkeit oder den Preis von Nahrungsmitteln wie Mais oder Getreide. Wir sind sehr glücklich, dass wir die Grenzen traditioneller Anwendung nun in Richtung Hightech überschreiten."

Schwimmender Ölschwamm

Das in Finnland entwickelte Nanopolymer weist den Berechnungen nach eine ungeheure Tragfähigkeit auf und könnte auf ein Gewicht von rund einem halben Kilogramm fünf handelsübliche Gefrierschränke tragen, was in etwa dem tausendfachen Gewicht entspricht.

Auch Applikationen im Umweltbereich sind angedacht. An der Oberfläche schwimmend wäre das Material in der Lage, große Mengen an Erdöl aufzunehmen, ohne zu sinken. Das aufgenommene "schwarze Gold" würde sich schließlich sogar zurückgewinnen lassen.

(Ende)
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