Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Keramikherstellung unter Umweltbedingungen

11.07.2007
Keramische Materialien sind aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften vielseitig einsetzbar und deshalb ein begehrter Werkstoff. Sie werden jedoch mit großem technischen und / oder hohem energetischen Aufwand (beispielsweise Temperaturen bis 1.900°C) hergestellt.

Wissenschaftler des Instituts für Nichtmetallische Anorganische Materialien der Uni Stuttgart und des Max-Planck-Instituts für Metallforschung haben für die Herstellung von Keramiken unter Umweltbedingungen der Natur eine Idee abgeschaut: die Biomineralisation. Auf dieser Grundlage wurden die Konzepte der bioinspirierten Synthese und der Materialien mit bioinspiriertem Aufbau entwickelt. Nun planen sie, Kleinstlebewesen wie Algen und Bakterien für die Materialsynthese einzusetzen.

Schnecken, Muscheln, aber auch manche Einzeller stellen durch Biomineralisation ihre Schalen her. Eigentlich basiert dies auf einem einfachen Vorgang: auf einer organischen Schicht, die als Schablone (Templat) dient, scheidet sich das Mineral ab. Das Verfahren der Abscheidung von Metalloxiden auf Template nutzt man schon seit über zehn Jahren in einer Arbeitsgruppe um Prof. Fritz Aldinger und Dr. Joachim Bill.

Statt wie manche Lebewesen Kalk für ihre Schalen, stellen die Forscher allerdings Zinkoxid, Titanoxid und andere Metalloxide her, die als Werkstoff vielseitig verwendbar sind. Zinkoxid kann beispielsweise beim Bau von Handy-Displays oder Solarzellen eingesetzt werden. Durch die Zugabe von Zusatzstoffen in die Zinksalzlösung lassen sich sehr dünne Schichten aus Zinkoxid bilden, die gezielt auf dem organischen Templat abgeschieden werden. Bei Zugabe von Gelatine bilden sich Zinkoxidplättchen statt stäbchenförmigem Zinkoxid.

Doch die Stuttgarter Forscher haben noch mit anderen Highlights aufzuwarten: Ihnen ist auch die Beschichtung des Kunststoffes PET mit Titandioxid bei nur 60°C gelungen. Mit herkömmlichen Methoden wäre die Beschichtung eines temperaturempfindlichen Kunststoffes nur sehr schwer möglich.

Aber warum nicht gleich Lebewesen zur Keramikerzeugung nutzen? Seit Anfang des Jahres arbeiten Biologen, Chemiker, Physiker und Materialwissenschaftler der Forschergruppe an einem interdisziplinären Forschungsansatz, um verschiedene Organismen wie Algen, Bakterien, tierische Einzeller oder auch Pilze für die Werkstoffsynthese zu nutzen.

Zunächst suchen sie geeignete Organismen, die beispielsweise das Biomineral Kalk als Schale oder als eine Art Skelett in der Zelle ablagern. Die Kontrolle der Calciumcarbonat-Kristall-Bildung erfolgt dabei immer durch organische Moleküle, zum Beispiel durch Schichten aus Proteinen oder Polysacchariden. Die Bildung dieser Matrix und somit die Produktion der teilweise sehr kompliziert gebauten Schalen wird genetisch gesteuert. Nur die wenigsten von Lebewesen produzierten Minerale lassen sich allerdings technisch nutzen.

So ist auch Kalk industriell schlecht einsetzbar. Stattdessen muss man die Organismen dazu bringen, die bisher chemisch syn-thetisierten, technisch relevanten Metalloxide auf natürlichem Weg herzustellen. Die Forscher hoffen, dass diese statt Calciumionen Zinkionen einbauen und auf diese Weise Zinkoxid produzieren. Damit wäre dann der nächste Schritt von der bioinspirierten Materialsynthese zur biologisch hergestellten Keramik gemacht.

Ansprechpartner: Dr. Joachim Bill, Institut für Nichtmetallische Anorganische Materialien, Tel. 0711/689-3228 e-mail: bill@mf.mpg.de

Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Keplerstraße 7, 70174 Stuttgart, Tel. 0711/685-82297. -82176, -82122, -82155 Fax 0711/685-82188, Email: presse@uni-stuttgart.de, http://www.uni-stuttgart.de/aktuelles/

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de/aktuelles/
http://www.uni-stuttgart.de/aktuelles/mediendienst/1/

Weitere Berichte zu: Schicht Templat Umweltbedingung Zinkoxid

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen
15.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

nachricht Turbolader für den Lithium-Akku
08.06.2018 | Forschungszentrum Jülich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics