Schweizer Käse im Nanoformat

"Nanokomposite bestehen aus einer Kunststoffmatrix, in die sehr kleine Metallpartikel eingebettet sind, die Dimensionen im Nanometerbereich haben", erklärt Franz Faupel, Professor an der Universität Kiel. Der Kunststoffträger verhindert, dass die Metallteilchen ihrem natürlichen Drang nachgehen und verklumpen. Dann jedoch verlören sie die Eigenschaften, die die Forscher interessieren. Denn Metalle können als Nanopartikel andere Eigenschaften haben als in Form großer Teilchen. So können sie auf ungewöhnliche Weise magnetisch sein. Nimmt man zum Beispiel ein magnetisches Nanomaterial in die Hand und dehnt und knetet es, dann ändert sich sein Magnetfeld. Das brachte die Forscher auf die Idee, einen neuartigen Sensor zu konstruieren, Dieser Sensor soll Größen messen, die sonst nur schwer zu erfassen sind. "Es gibt im Automobil keinen Drehmoment-Sensor, obwohl das eine Größe wäre, die man sehr gerne zur Motorsteuerung oder Getriebesteuerung hätte", erklärt etwa Eckhard Quandt vom Bonner Forschungszentrum Cäsar. Deshalb wird das Drehmoment derzeit aus anderen Größen abgeleitet. Die Forscher von Cäsar nutzen die Magnetfeldänderung infolge von Dehnung bei Nanopartikeln aus und bringen den Nanosensor an das rotierende Teil an, dessen Drehmoment man messen möchte. Je stärker es rotiert, desto stärker wird der Sensor gedehnt. Dadurch ändert sich sein Magnetfeld, und das lässt sich ziemlich genau von außen überwachen. Drei bis vier Jahre dürfte es noch bis zur Marktreife dauern, glaubt Eckhard Quandt.

Manche Nanomaterialien entwickeln hingegen ungeahnte katalytische Eigenschaften. Detlef Fritsch vom GKSS-Forschungszentrum in Geesthacht setzt sie in Membranen ein, um etwa der Lebensmittelindustrie bei der Margarineherstellung zu helfen. Eine entsprechend bestückte Membran verwandelt die ungesättigten Fettsäuren des Ausgangsmaterials Speiseöl in die für die Margarine nötigen gesättigten. Bisher wird ein Nickelkatalysator verwendet, der im Speiseöl verteilt werden muss. Fritsch: "Der muss mit einer Membran wieder mühsam abfiltriert werden." Die neuartige Membran filtert dagegen Schwebstoffe aus dem Speiseöl und die angehefteten Katalysatoren sorgen gleichzeitig für die Umsetzung. Noch steckt diese magische Membran im Forschungsstadium. Doch sollte das Projekt Erfolg haben, so spart sich die Speiseölindustrie künftig einen Arbeitsschritt - und damit Aufwand, Energie und Geld.

[Quelle: Frank Grotelüschen]