Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schneller und wirtschaftlicher – mit dem richtigen Ton

10.05.2012
Deutschland gilt als rohstoffarm, doch es gehört zu den weltweit bedeutendsten Förderländern von Ton.

Der einheimische Rohstoff ist für zahlreiche Industrieprodukte unverzichtbar: ob bei der Herstellung von Zement, Autoreifen oder Zahncreme. Wie das mineralische Material ressourcenschonend und effizient genutzt werden kann, erforschen Wissenschaftler am Kompetenzzentrum Materialfeuchte (CMM Competence Center for Material Moisture) und am Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).


Stabiles Papier dank Ton: Fasern und mineralische Füller (helle Plättchen in der Bildmitte) unter dem Elektronenmikroskop (Aufnahme: Frank Friedrich, KIT)

„Ton ist zwar auf absehbare Zeit in ausreichender Menge vorhanden, trotzdem sollte man sparsam mit ihm umgehen“, sagt Dr. Rainer Schuhmann, stellvertretender Leiter des IFG und Leiter des CMM. Denn nicht überall, wo Ton vorhanden ist, ist er auch verfügbar: Tonhaltige Böden speichern Wasser und bilden damit häufig Feuchtbiotope und Landschaftsschutzgebiete. Um Ressourcen zu schonen, suchen die KIT-Forscherinnen und -Forscher nach dem optimalen Ton für die jeweilige Verwendung – denn Ton ist nicht gleich Ton.

„Ton besteht aus fünf bis zehn verschiedenen Mineralen“, erläutert Privatdozentin Dr. Katja Emmerich vom CMM/IFG. Durch die Wechselwirkung dieser Minerale miteinander sowie mit Wasser können Tone beim Verarbeiten verschieden reagieren. Ein Beispiel dafür ist die unterschiedliche Bleichfähigkeit: In der Papierherstellung wird Ton beigegeben, um das Papier stabil genug zum Bedrucken zu machen. Obwohl sie Ton aus derselben Lagerstätte enthalten, sind manche Papiere aber „weisser“ als andere. Der Grund: „Wie gut oder schlecht sich das tonhaltige Papier bleichen lässt, hängt davon ab, in welchem Mineral des Tons Eisen gebunden ist“, erklärt Emmerich. Mit diesem Wissen lässt sich das Bleichverfahren an den jeweiligen Tonrohstoff anpassen – beim Bleichen wird so weniger Wasser chemisch belastet.

Zuverlässige Vorhersagen über das Verhalten eines bestimmten Tons können der Industrie maßgeschneiderte Empfehlungen für das Ausgangsmaterial ihrer Produkte geben. Die Anwendungspalette ist breit: Ton ist Werkstoff für Keramik und wird zum Herstellen von Formen für den Metallguss verwendet. Mit Ton lassen sich Deponien abdichten und Erdwände beim Tunnelbau stabilisieren. In der Rohstoffbewertung mit wissenschaftlicher Analytik sehen die KIT-Wissenschaftler einen Weg „schneller und wirtschaftlicher bessere Produkte herzustellen“. Bislang werde der Ton in den verarbeitenden Unternehmen vorwiegend „erfahrungsbasiert“ – unter anderem nach dem Aussehen oder seiner Beschaffenheit beim Kneten sowie der allgemeinen chemischen Zusammensetzung – ausgewählt, sagt Katja Emmerich. „Wir dagegen betrachten den Ton nicht mehr als Ganzes, sondern seine festen, flüssigen und gasförmigen Bestandteile in ihrem komplexen Wechselspiel“, so die Mineralogin. Ziel der Forschung ist, zu verstehen, wie die Struktur eines Tons und seine Eigenschaften zusammenhängen. Diese Erkenntnisse tragen auch dazu bei Emissionen zu verringern: Durch die Steuerung des Brennprozesses bei der Keramikproduktion kann zum Beispiel Fluor mineralisch gebunden und dessen Ausstoß damit reduziert werden.

Da Ton nicht recyclebar ist, kann Nachhaltigkeit nur durch seine effiziente Nutzung erreicht werden. Das CMM, an dem Katja Emmerich den Fachbereich Angewandte Mineralogie leitet, hat mit dem Forschungsinstitut für Anorganische Werkstoffe – Glas/Keramik – GmbH (FGK) in Höhr-Grenzhausen die Allianz Rohstoff-Forschung Ton (ART) gebildet. CMM und IFG übernehmen in dieser Allianz die Grundlagenforschung, das FGK arbeitet in angewandter Forschung und Entwicklung. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie, Verbänden und Behörden will die Initiative die Forschung an Industriemineralen stärken und weitere Anwendungsfelder erschließen.

Das KIT-Zentrum Klima und Umwelt entwickelt Strategien und Technologien zur Sicherung der natürlichen Lebensgrundlagen: Dafür erarbeiten 660 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus 32 Instituten Grundlagen- und Anwendungswissen zum Klima- und Umweltwandel. Dabei geht es nicht nur um die Beseitigung der Ursachen von Umweltproblemen, sondern zunehmend um die Anpassung an veränderte Verhältnisse.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung – Lehre – Innovation.

Weiterer Kontakt:

Margarete Lehné
Presse, Kommunikation und
Marketing
Tel.: +49 721 608-48121
Fax: +49 721 608-43658
E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

Monika Landgraf | idw
Weitere Informationen:
http://www.kit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Sparsamer abheben dank Leichtbau-Luftdüsen
23.10.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Stickoxide: Neuartiger Katalysator soll Abgase ohne Zusätze reinigen
23.10.2017 | Forschungszentrum Jülich GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie