Shewanella für die Windschutzscheibe

Die Struktur von Graphen ist wabenförmig und sieht unspektakulär aus. Durch eine spezielle Entwicklung lässt sich das Material kostengünstiger und vor allem in großen Mengen produzieren.

Das ermöglicht sogar den Einsatz in der Windschutzeibe eines Fahrzeugs.

Graphen ist dünn, stabil, elektrisch leitend und fast durchsichtig. Forscher der Technischen Universität Delft in den Niederlanden und der University of Rochester im US-Bundesstaat New York haben gemeinsam ein außergewöhnliches Produktionsverfahren ausgearbeitet. Das Meeresbakterium Shewanella spielt für die ungewöhnliche Herstellungsmethode eine wichtige Rolle. Die bis lang angewendete Herstellungsmethode benötigt nicht nur Zeit sondern auch viele Ressourcen. Das per chemischer Erzeugung entstandene Graphen ist oftmals zu dick und enthält Fehler, zudem leidet auch die Qualität - Und hier kommt Shewanella ins Spiel.

Als ersten Schritt stellen die Forscher aus Graphit den Stoff Graphenoxid her, welcher als Mine von Bleistiften bekannt ist. Durch das Vermischen von Graphenoxid mit Shewanella und anschließender Ruhezeit, entzieht das Bakterium dem Graphenoxid den Sauerstoff und macht es dadurch elektrisch leitfähiger.

Bei dieser Methode bildet sich einlagiges Graphen, eine Folie aus bienenwabenförmig angeordneten Kohlenstoffatomen. Diese Substanz ist fester und dünner als Graphen, welches auf chemischem Weg hergestellt wird und gerade deshalb höhere Anforderungen erfüllt.

Fortschritt für die Autoindustrie
Das kompaktere und dünnere Graphen ist somit vielseitig einsetzbar. Der Stoff kann nicht nur im Bereich der Medizin eingesetzt werden, sondern auch ein weiterer Einsatzbereich könnte in der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs sein, um hier im Winter bei kalten Temperaturen die Scheibe aufzuheizen und zu enteisen. Hier ist eine Herstellung von sehr dünnen Drähten aus Graphen denkbar, die sich durch Stromdurchflossen erwärmen und Schnee und Eis beseitigen. Ebenso könnte der Stoff Graphen in die Produktion von Reifengummis einfließen, hier würde der Stoff dafür sorgen, dass der Abrieb verringert wird. Hier wird nicht nur die Lebensdauer von Autoreifen verlängert, sondern auch das Feinstaubproblem etwas eingegrenzt. Aber auch Autolacke können von Graphen profitieren, denn es macht sie kratzfest.

Proben mit Graphenmaterialien
Foto: Technische Universität Delft / Benjamin Lehner/Ingenieur.de

Aktuell wird die neue Herstellungsmethode, bevor sie in größeren Mengen produziert wird, mehreren wissenschaftlichen Studien unterzogen.

Alexandra Goeke Redaktion autoglaser.de 14.08.2019

Bildquelle: Foto: Technische Universität Delft, Pixabay