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Kleinere Zellen sorgen für geringen Wärmedurchlass

Uni entwickelt besseren Dämmstoff mit Graphen

20.02.2013, 07:00

Zellgröße bei Dämmung mit und ohne Graphen
Graphen verkleinert die Zellgröße von XPS-Schaum. © Uni Bayreuth

Forscher aus Bayreuth haben im Rahmen des Forschungsprojekts "FUNgraphen" einen leistungsstarken Dämmstoff entwickelt, der Polystyrol mit extrem dünnen Kohlenstoffplättchen, so genannten Graphen, kombiniert.

Die Beimischung von Kohlenstoff zu Dämmstoffen gibt es auch bei Neopor. "Unsere Forschungsergebnisse sind besser mit StyrodurNeo zu vergleichen", erklärt Professor Volker Altstädt vom Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe an der Uni Bayreuth gegenüber EnBauSa.de. Bei beiden geht es um XPS-Schaum. BASF mische bei StyrodurNeo Graphit bei, beim Produkt der Bayreuther Forscher ist es Graphen.

Diese Mini-Plättchen entstehen in einem Syntheseprozess. "Dem folgen weitere Verarbeitungsschritte, bevor wir es in den Schäumen einsetzen können. Hier werden momentan Weiterentwicklungen zur optimalen Aufbereitung betrieben", so Altstädt.

Polystyrol-Schäume bestehen aus vielen kleinen hohlen Zellen, die normalerweise einen Durchmesser von rund 100 Mikrometern haben. Im Projekt ist es gelungen, durch die Beimischung der Kohlenstoffplättchen die Zellen des Schaums auf 25 Mikrometer zu verkleinern. Dadurch wird die Gaswärmeleitung vermindert, da weniger Luftmoleküle in einer einzelnen Zelle eingeschlossen sind und untereinander in Wärmeaustausch treten können.

Zudem wird aufgrund der Graphen-Plättchen die infrarote Wärmestrahlung aus den Wohnräumen nach außen gesenkt. Sie wird größtenteils reflektiert oder vom Kunststoff absorbiert. Momentan lasse sich noch nichts zu einer Markteinführung sagen, der Entwicklungsfortschritt stehe noch am Beginn, so Altstädt weiter. Die wärmedämmenden Kunststoffschäume sind eines von zahlreichen Ergebnissen des auf mehrere Universitäten und Forschungseinrichtungen verteilten Forschungsprojekts "FUNgraphen". Die Leitung des Gesamtprojekts liegt bei Prof. Dr. Rolf Mülhaupt am Freiburger Materialforschungszentrum (FMF), einer Einrichtung der Universität Freiburg. Darüber hinaus sind auch die Berliner Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik in Freiburg in die Forschungsarbeiten eingebunden.

"FUNgraphen" – der Projektname steht für "Functional Graphen" – zielt darauf ab, aus riesigen Kohlenstoffmolekülen neue Materialien zu entwickeln, die in verschiedensten Lebensbereichen den Verbrauch von Energie und Ressourcen senken, ohne Komfort und Lebensqualität zu beeinträchtigen. In diesem Zusammenhang ist es den Projektpartnern gelungen, einzelne Graphene im Labor zu isolieren und mit Kunststoffmolekülen zu verknüpfen.

In der Natur kommen diese Kohlenstoffplättchen nicht vereinzelt vor. Es gibt sie hauptsächlich als Bestandteile des Minerals Graphit, wo die wabenartig vernetzten Kohlenstoffatome in kristallinen Strukturen tausendfach aufeinander geschichtet sind. Das Verfahren, die Graphene aus diesen Strukturen herauszulösen und in Kunststoffe einzubringen, eröffnet jetzt neue Perspektiven für Materialien.
Quelle: Universität Bayreuth / pgl

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