Abo
  • Services:

Materialforschung: Forscher 3D-drucken Graphen-Aerogel

Mit einem 3D-Druckverfahren verarbeiten US-Forscher Graphen. Damit können sie ein ultraleichtes Aerogel herstellen, das interessante mechanische und elektrische Eigenschaften aufweist.

Artikel veröffentlicht am ,
Graphen-Aerogel: kann 90 Prozent gestaucht werden
Graphen-Aerogel: kann 90 Prozent gestaucht werden (Bild: Ryan Chen/LLNL)

Der Würfel wiegt fast nichts und kann extrem zusammengedrückt werden. Kein Wunder: Er besteht weitgehend aus Luft. Das wenige Material verleiht ihm dennoch eine hohe Steifigkeit und eine gute elektrische Leitfähigkeit. Der Würfel besteht aus einem Graphen-Aerogel.

Stellenmarkt
  1. Eurowings Aviation GmbH, Köln
  2. mobilcom-debitel GmbH, Büdelsdorf

Forscher vom Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) haben ein Verfahren entwickelt, um mit einem 3D-Druckverfahren ein Aerogel aus Graphen in eine bestimmte Form zu bringen. Ein Aerogel ist ein extrem poröser Festkörper. Der Begriff ist etwas irreführend, da er auf eine Flüssigkeit hinweist. Die wurde in dem Aerogel durch ein Gas ersetzt.

3D-Drucken mit Gel

Direct Ink Writing (DIW) oder Robocasting heißt das Verfahren. Es ähnelt der Schmelzschichtung oder Fused Deposition Modeling (FDM). Nur wird beim DIW kein geschmolzener Kunststoffdraht verarbeitet, sondern eine Tinte. Die ist allerdings nicht flüssig, sondern hat eher eine gelartige Konsistenz.

Die Tinte besteht aus einer wässrigen Graphenoxid-Suspension, die Siliziumdioxid als Füllmaterial enthält. Sie ist hochviskos, so dass sie durch eine Düse gedrückt werden kann, um ein Objekt, etwa einen Würfel, aufzubauen. Zum Schluss wird das Siliziumdioxid noch mit Flusssäure weggeätzt.

Leicht, stabil, komprimierbar

Das 3D-gedruckte Graphen-Aerogel habe eine große Oberfläche und eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit. Es sei sehr leicht, stabil und könne um 90 Prozent seines Volumens gestaucht werden, schreiben die Forscher um Marcus Worsley und Cheng Zhu in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Bei früheren Versuchen sei die Porenstruktur zufällig gewesen. Erst das DIW-Verfahren ermögliche es, eine Porenstruktur für das Aerogel zu entwerfen und herzustellen, sagt Worsley. Auf diese Weise ließen sich physikalische Eigenschaften wie Steifigkeit steuern. Das Verfahren werde es ermöglichen, Aerogele für neuartige und kreative Anwendungen zu schaffen.

Stabiler Mikro-Eiffelturm

Das LLNL-Team um Christopher Spadaccini ist auf Leichtbau spezialisiert: Im vergangenen Jahr stellte es eine Eiffelturm-artige Gitterstruktur im Mikrobereich her. Das Gitter hatte Merkmale im Nanobereich, die ihm bei einem geringen Gewicht eine hohe Steifigkeit und Festigkeit verleihen. Eine solche Struktur kann nach Angaben der Wissenschaftler mehr als das 160.000fache ihres Eigengewichts tragen.

Aerogels per 3D-Druck zu verarbeiten, ermögliche es, komplexe Aergeol-Architekturen herzustellen, sagt LLNL-Forscher Zhu. Die könnten mechanische Eigenschaften und eine Komprimierbarkeit aufweisen, die bisher nicht erreichbar seien. Anwendungen für das Aerogel aus Graphen gebe es viele, sagen die Forscher: Damit ließen sich bessere Akkus bauen, es könne in Sensoren und in elektronische Bauteile im Nanobereich integriert, als Trennung oder für die Katalyse eingesetzt werden.



Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. (u. a. ES Blu-ray 10,83€, Die nackte Kanone Blu-ray-Box-Set 14,99€)
  2. 5€ inkl. FSK-18-Versand
  3. 5€ inkl. FSK-18-Versand

clemisch 27. Apr 2015

Nein, es ist die Rede von "graphene aerogel", womit wohl das hier gemeint ist: http://de...

Toastiii 27. Apr 2015

Allein diese Überschrift. Forscher 3D-drucken Graphen-Aerogel Wie wäre es denn damit...


Folgen Sie uns
       


Apple Pay ausprobiert

Dank Apple Pay können nun auch Nutzer in Deutschland kontaktlos mit ihrem iPhone bezahlen. Wir haben den Dienst bei unserem Lieblingscafé ausprobiert.

Apple Pay ausprobiert Video aufrufen
Europäische Netzpolitik: Schlimmer geht's immer
Europäische Netzpolitik
Schlimmer geht's immer

Lobbyeinfluss, Endlosdebatten und Blockaden: Die EU hat in den vergangenen Jahren in der Netzpolitik nur wenige gute Ergebnisse erzielt. Nach der Europawahl im Mai gibt es noch viele Herausforderungen für einen digitalen Binnenmarkt.
Eine Analyse von Friedhelm Greis


    Schwer ausnutzbar: Die ungefixten Sicherheitslücken
    Schwer ausnutzbar
    Die ungefixten Sicherheitslücken

    Sicherheitslücken wie Spectre, Rowhammer und Heist lassen sich kaum vollständig beheben, ohne gravierende Performance-Einbußen zu akzeptieren. Daher bleiben sie ungefixt. Trotzdem werden sie bisher kaum ausgenutzt.
    Von Hanno Böck

    1. Sicherheitslücken Bauarbeitern die Maschinen weghacken
    2. Kilswitch und Apass US-Soldaten nutzten Apps mit fatalen Sicherheitslücken
    3. Sicherheitslücke Kundendaten von IPC-Computer kopiert

    Kaufberatung: Den richtigen echt kabellosen Bluetooth-Hörstöpsel finden
    Kaufberatung
    Den richtigen echt kabellosen Bluetooth-Hörstöpsel finden

    Wer sie einmal benutzt hat, möchte sie nicht mehr missen: sogenannte True Wireless In-Ears. Wir erklären auf Basis unserer Tests, was beim Kauf von Bluetooth-Hörstöpseln beachtet werden sollte.
    Von Ingo Pakalski

    1. Nuraphone im Test Kopfhörer mit eingebautem Hörtest und Spitzenklang
    2. Patent angemeldet Dyson soll Kopfhörer mit Luftreiniger planen

      •  /