Nanodämmung

Mikroskopische Aufnahme von Nanodämmung NanoschaumWärmedämmung aus Aerogel war gestern. Morgen ist sie aus Nanoschaum, wenn man den Ergebnissen aktueller Forschungsvorhaben Glauben schenken darf. Namhafte Größen aus dem Bereich der Entwicklung für Wärmedämmstoffe auf Basis von Erdölprodukten wie Bayer oder BASF haben bisher versucht, entsprechende Produkte zu erforschen und auf den Markt zu bringen. Letzteres gelang bisher jedoch nicht. Doch möglicherweise haben andere mit Nanodämmung aus Zellulose den besseren Riecher. Hier wird auch schon seit Jahren und in verschiedenen Richtungen geforscht. Zuletzt hat eine Forschergruppe der Universität von Stockholm mit interessanten Ergebnissen auf sich aufmerksam gemacht.

Bei den Arbeiten von Lennart Bergström und seinem Team geht es unter anderen um die Erforschung von Dämmstoffen, deren Aufbau sich im Nanobereich befindet, aber eben nicht auf fossilen sondern auf regenerierbaren Grundstoffen basiert. Zellulose ist das Schlüsselwort für den Grundstoff. Zu den entsprechenden Nanofasern, die aus Holz gewonnen werden, hat man Graphenoxid sowie Nanostäbchen aus sehr porösem Ton, genauer gesagt Sepiolith, ein Magnesiumsilikat, hinzugemischt. Die Einzelteile dieser Mischung werden durch Schockgefrieren miteinander verbunden.

Und diese Mischung bewirkt auch, dass sich die Nanodämmung aus Schweden in der praktischen Anwendung von den anderen Dämmstoffen wie Styropor oder Polyurethan recht deutlich unterscheiden kann. Hier geht es nicht nur um eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit, sondern auch um den Verzicht auf zweifelhafte organische Zusatzstoffe zum Erreichen eines akzeptablen Brandschutzes (hierzu später noch etwas mehr…). Es kommt eine mechanische Beanspruchbarkeit hinzu, die man von letztgenannten Dämmstoffen auf Basis von Erdöl kennt. Die wärmedämmtechnischen Eigenschaften verbessern sich beispielsweise etwa um den Faktor 2, wenn man EPS zu Grunde legt.

Wichtig ist nach Aussage von Bergström, dass sich die Teilchengröße aller Zusatzstoffe im Nanometerbereich bewegt. Sepiolithischer Ton verbessert in dieser Mischung beispielweise brandschutztechnische Eigenschaften. Graphenoxid soll zudem die Festigkeit auch bei extremen klimatischen Bedingungen verbessern sowie die Wärmeleitfähigkeit senken. Die Zellulose wird in Nanogröße als Füllmaterial verwendet, das von Hause aus gute Festigkeiten und Wärmedämmeigenschaften aufweist. Hinzugesetzt wird allerdings noch ca. 3% Borsäure für eine bessere Verbindung der Grundstoffe.

Das Ergebnis ist ein Stoff, der Aerogelen sehr ähnlich ist. Allerdings sieht es so aus, als wäre das Produkt stabiler und als dass es noch weniger Wärme übertragen kann. Hinzu kommt eine reduzierte Entflammbarkeit und ein sehr geringes Gewicht. Die Wärmeleitfähigkeit wird mit ungefähr 15 mW/(m·K) angegeben, bei einer Rohdichte von nur 7,5 kg/m³.

Obwohl sich diese Nanodämmung noch im Entwicklungsstadium befindet und noch keine wirtschaftliche Möglichkeit der Großproduktion gefunden wurde, erwartet man in Schweden, dass man auf Dauer und mit sinkenden Kosten für die Produktion von Nanozellulose einen konkurrenzfähigen Preis für das Endprodukt erreichen kann. Als entscheidender Punkt wird hier die Entwicklung einer effizienten Technologie für die Massenproduktion des Materials angesehen. Der Gefrierprozess ist für die Produktion vom Wärmedämmstoff ‚Nanoschaum‘ eher ungünstig, aber man hat in Stockholm schon Alternativen ins Auge gefasst.

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