Mit einer Warnung präsentiert Stefan Siegel vom Fraunhofer-Institut für Keramische Werkstoffe seine speziellen Holzplatten, die als Grundstoff für biogene Keramik dienen: "Vorsicht, man muss sich hinterher die Finger waschen." Siegel ließ eine knapp einen Quadratmeter große Faserverbundplatte im Ofen langsam ohne Sauerstoff verkohlen, und wie Kohle färbt auch dieser Stoff ab. Dafür werden die Platten aber hart wie Metall: Sauerstoff, Wasserstoff und diverse Kohlenwasserstoffe, die sich im Holz und im Bindemittel Harz befanden, haben sich beim Verkohlen buchstäblich in Luft aufgelöst, nur der Kohlenstoff blieb übrig. "Und der besitzt nahezu die gleiche Form, wie die Ausgangsfaser", erläutert Siegel. "Auch die Verzahnung der Faserteile bleibt erhalten, und somit haben wir eine recht günstige Struktur ähnlich den Faserplatten, die sich durch hohe Fertigkeiten auszeichnen." Die Kohlenfaserplatten halten Temperaturen von 2000 Grad Celsius aus, sind sieben mal leichter als Stahl, können aber ebenso wie das Metall bearbeitet werden. Auch ihre elektrischen Eigenschaften lassen sich nach Belieben steuern.
Mit weiteren Behandlungen verfeinern die Dresdner Forscher das Material noch einmal. Sie tränken die Holzplatten mit flüssigem Silizium und erhalten so Siliziumkarbid, einen Hightech-Werkstoff, dem Säuren und Laugen nichts ausmachen, der extrem hitzefest und einer der härtesten Werkstoffe überhaupt ist. Er ist so hart, dass nur Diamantwerkzeuge ihn bearbeiten können. Deshalb bringen die Keramikforscher den Stoff schon in seiner Vorstufe, als Holzplatte, in die richtige Form, sagt Siegel: "Hier hat unser Prozess Vorteile, indem wir den kostenintensiven mechanischen Bearbeitungsprozess in den weichen Zustand vorverlegen können." Traditionell werden Kohlenfaserstoffe aus Ruß und Quarzsand gewonnen, wobei große Mengen Kohlendioxid frei werden. Die Nutzung von Pflanzen als Rohstoff, die während des Wachstums das Klimagas schlucken, hat auch ökologische Vorteile. Außer aus Holz kann man Keramik auch aus Hanf, Flachs und Nesseln herstellen. Sorgen bereitet den Wissenschaftlern noch die Bruchfestigkeit der Bio-Keramik. "Die extremen Festigkeiten, die Pflanzenfasern realisieren können, die können wir bis dato noch nicht umsetzen", räumt Siegel ein.
[Quelle: Hartmut Schade]
Mit weiteren Behandlungen verfeinern die Dresdner Forscher das Material noch einmal. Sie tränken die Holzplatten mit flüssigem Silizium und erhalten so Siliziumkarbid, einen Hightech-Werkstoff, dem Säuren und Laugen nichts ausmachen, der extrem hitzefest und einer der härtesten Werkstoffe überhaupt ist. Er ist so hart, dass nur Diamantwerkzeuge ihn bearbeiten können. Deshalb bringen die Keramikforscher den Stoff schon in seiner Vorstufe, als Holzplatte, in die richtige Form, sagt Siegel: "Hier hat unser Prozess Vorteile, indem wir den kostenintensiven mechanischen Bearbeitungsprozess in den weichen Zustand vorverlegen können." Traditionell werden Kohlenfaserstoffe aus Ruß und Quarzsand gewonnen, wobei große Mengen Kohlendioxid frei werden. Die Nutzung von Pflanzen als Rohstoff, die während des Wachstums das Klimagas schlucken, hat auch ökologische Vorteile. Außer aus Holz kann man Keramik auch aus Hanf, Flachs und Nesseln herstellen. Sorgen bereitet den Wissenschaftlern noch die Bruchfestigkeit der Bio-Keramik. "Die extremen Festigkeiten, die Pflanzenfasern realisieren können, die können wir bis dato noch nicht umsetzen", räumt Siegel ein.
[Quelle: Hartmut Schade]