Die Automotive-Industrie bedient sich bereits vieler Lösungen aus der Nanotechnologie. Das ist ein Gütesiegel. Denn in diesem umkämpften Markt setzen sich nur Entwicklungen durch, die ein deutliches Plus bei Sicherheit, Leistung oder Nachhaltigkeit zu bieten haben.
Als Bindeglied zwischen Straße und Fahrzeug tragen die Reifen entscheidend zur Sicherheit bei. Ihre heutigen Laufleistungen wären ohne das gezielte Einbringen nanopartikulärer Systeme nicht zu erreichen. Die Grundlage dafür ist die gezielte Manipulation von Rußpartikeln im Nanometerbereich hin zum so genannten „Carbon Black“.
Bei der Produktion von Scheinwerfer-Reflektoren spielt die Nanotechnik ebenfalls eine wichtige Rolle: Auf die stark gekrümmten Oberflächen werden nacheinander mit hoher Geschwindigkeit eine Plasma-Barriereschicht (20 nm dick), eine Aluminiumschicht (mit 60-120 nm Dicke) und eine Korrosionsschutzschicht (30-40 nm) aufgebracht. Auch polymere Scheinwerfergläser macht die Nanotechnik möglich. Kunststoffe besitzen zwar weitaus bessere Formgebungseigenschaften wie Glas, lassen sich aber nur verwenden, wenn sie kratzfest sind. Möglich wird dies durch die Kombination von oxidischen Nanopartikeln mit Nanocomposites (Nanopartikel, die mit Kunststoff gefüllt sind).
Zu höheren Leistungen trägt die Nanotechnologie im Motorenbau bei. Der Volkswagen-Konzern nutzt sie für Reibpaarungen mit höherer Verschleißfestigkeit und geringerer Adhäsionsneigung. Bislang haben sich Molybdändisulfid und Wolframdisulfid durch ihre Graphit-ähnliche Struktur durchaus bewährt. Die relativ großen Partikel neigen aber zu einer unerwünschten Agglomeration, was die Schmiereigenschaften verschlechtert und den Verschleiß erhöht. Ein neuer Ansatz arbeitet nun mit so genannten anorganischen Fullerenen. Dabei handelt es sich um kugelförmige, mehrwandige Partikel aus Molybdändisulfid und Wolframdisulfid mit wenigen Nanometern Durchmesser. Diese Nanokugeln versprechen stabiler und leitungsfähiger zu sein. Sie erreichen einen wesentlich geringeren Reibkoeffizienten bei verlängerter Lebensdauer.
Nicht zuletzt sorgen Nanotechniken für mehr Nachhaltigkeit. Entwickler und Anwendungstechniker der Electrovac AG im österreichischen Klosterneuburg haben erforscht, wie Kunststoffe durch nanoskalierte Additive mit völlig neuen Materialeigenschaften ausgestattet werden können. Auf der Hannover Messe stellten sie POM- und PA12-Compounds vor, die mit Carbon-Nanofasern (CNF) veredelt wurden, um sie elektrisch leitfähig zu machen. Diese CNF sind um ein Tausendfaches kleiner als herkömmliche Kohlefasern. Das Ergebnis der Compoundierung ist ein leitfähiges Material mit noch besserem mechanischen Eigenschaftsprofil als bei unmodifizierten Standardtypen. Während herkömmliche Additive für elektrische Leitfähigkeit viele Materialeigenschaften verschlechtern, verhält es sich hier umgekehrt: Die mit den CNF veredelten Kunststoffe zeigen zusätzlich zu ihrer elektrischen Leitfähigkeit eine höhere Temperaturstabilität, ein optimiertes Fließverhalten und eine sehr gute Oberflächenqualität.
Unter anderem kommen diese POM- und PA12-Typen auch in der Automobilindustrie zum Einsatz. In kraftstoffführenden Komponenten wie Benzinleitungen, Pumpengehäusen oder Tanks bieten sie durch das Zusammenspiel von chemischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften das bislang beste Preis-Leistungs-Verhältnis.
Erst kürzlich ist die Nano-X GmbH, Saarbrücken, mit dem Stahl-Innovationspreis 2006 in der Kategorie „Forschung und Entwicklung“ ausgezeichnet worden. Durch Kombination eines nanotechnologischen Materialansatzes mit den Prinzipien konventioneller Lacktechnologie hat das Unternehmen einen multifunktionellen Schutzlack entwickelt. Er schützt Stahl während der gesamten Prozesskette des indirekten Formhärtens vor Verzunderung (der Industrieanzeiger berichtete darüber ausführlich in Ausgabe 24/25 des letzten Jahres). Die Methode eröffnet unter anderem neue Freiheitsgrade beim Design hochfester Stahl-Bauteile.
Ralf Regner Pressesprecher der Beiersdorff GmbH, München. Die Kommunikations organister u.a. auch den SchauPlatz Nano
Neue Technologien
Leistungssprünge in vielen Bereichen verspricht der Einsatz von Nanotechnologien. So ermöglichen Nanopartikel extrem kratzfeste Oberflächen, nanoskalierte Additive wiederum ganz neue Eigenschaften bei Kunststoffen. Interessante Anwendungen finden sich besonders in der Automobilindustrie, nicht wenige davon bieten sich aber auch für andere Branchen an.
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