Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikro-Feuerschutzmauer

18.08.2010
Robuste Folien aus künstlichen Perlmutt-Analoga wirken als Hitzeschild
Biologische Materialien faszinieren, weil sie so leicht sind und dennoch teilweise extremen Kräften standhalten.

Perlmutt etwa ist erstaunlich zäh dank einer mehrschichtigen Anordnung aus plättchenförmigen Calciumcarbonat-Kristallen („Backsteinen“) und Proteinen („Mörtel“) in Form einer „Backsteinmauer“.

Ein finnisch-schwedisches Team um Andreas Walther und Olli Ikkala hat nun ein Perlmutt-Analogon entwickelt, das in seinen mechanischen Eigenschaften Hochleistungspolymeren das Wasser reichen kann. Gleichzeitig wirkt es als Hitzeschild, wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten.

Das Interesse, robuste Biomaterialien nachzuahmen und für Konstruktions- und Beschichtungszwecke zu nutzen, ist hoch. „Bisher gestaltete es sich jedoch als sehr schwierig, überhaupt Proben vernünftiger Größe zu erhalten“, sagt Ikkala, „an einen Produktionsmaßstab war gar nicht zu denken.“ Das Team von der Universität Aalto/Helsinki und der Königlich-Technischen Hochschule in Stockholm hat kürzlich eine der Papierherstellung ähnliche, umweltfreundliche und wirtschaftliche Methode für die einfache und schnelle Herstellung Perlmutt-analoger hauchdünner Folien, Laminate und Beschichtungen entwickelt. Die Filme lassen sich beliebig groß herstellen und zeigen herausragende mechanische Eigenschaften.

Wie beim echten Perlmutt haben die Analoga eine Backsteinmauer-Struktur aus harten und weichen Bauteilen: Die „Ziegel“ bestehen aus harten Schichtsilikat-Plättchen, die mit einem weichen Polymer beschichtet sind. Die harte Komponente dient als tragender und verstärkender Teil, während die weichen Segmente als Binder fungieren und Energie abführen können. Nun gibt es eine weitere Verbesserung: Die Forscher beschichten die Silikat-Plättchen jetzt statt mit neutralen mit vielfach positiv geladenen Polymermolekülen (Polykationen). Über eine Wahl der Eigenschaften der negativ geladenen Gegenionen lassen sich die mechanischen Eigenschaften der hoch transparenten, biegsamen Filme auf einfache Weise variieren – und weiter verbessern: Mit zunehmender Ladung etwa vervielfachen sich Elastizität und Bruchfestigkeit, da die Haftung zwischen den mit Polykationen beschichteten Plättchen zunimmt.

Besonders interessant ist aber eine weitere Eigenschaft der neuen künstlichen Perlmuttanaloga: Werden die Materialien Flammen ausgesetzt, verbrennt das eingelagerte Polymer. Im Inneren entsteht dabei ein poröser Schaum, außen eine Art kompakter „Panzer“. Dieser Aufbau schirmt Hitze und Flammen effektiv ab wie ein Hitzeschild. „Unser neues Material könnte als feuerfeste Beschichtung oder Bestandteil von Feuer- und Hitzeschutzfolien interessant sein“, so Walther. „Das geringe Gewicht macht es besonders für See-, Luft- und Raumfahrt interessant.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 28/2010

Autor: Andreas Walther, Aalto University, Helsinki (Finland), mailto:andreas.walther@tkk.fi

Angewandte Chemie 2010, 122, No. 36, 6593–6599, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201001577

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://dx.doi.org/10.1002/ange.201001577

Weitere Berichte zu: Beschichtung Folie Ikkala Mikro-Feuerschutzmauer Perlmutt Polykationen Polymere

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie