Graphen: Das neue Wundermittel?

Donnerstag, 15. September 2016 | Veröffentlicht von: Sonja Schulte, FARBE UND LACK

Kürzlich las ich in Nachrichten aus der Chemie den Artikel "Was vom Graphen-Hype übrig bleibt". Ganz schön provokanter Titel, aber es steckt wohl was Wahres drin. Anfang der 2000er Jahre feierte die wissenschaftliche Welt die neu entdeckte zweidimensionale Kohlenstoffmodifikation als neues Wundermaterial. Mittlerweile hat die Begeisterung in manchen Gebieten etwas nachgelassen. Komplett verebbt ist sie aber noch nicht, auch in der Lackindustrie taucht es immer wieder auf, aber taugt es auch?

Entdeckung und Eigenschaften von Graphen

2004 stellte eine Gruppe um André Geim und Konstantin Novoselov an der University of Manchester erstmals einatomige Graphenlagen her. Dabei nutzten sie einen Klebestreifen, der auf Graphitpulver gepresst wurde, um dünne Schichten abzuziehen und diese auf ein Substrat zu übertragen. Für diese Arbeit erhielten Geim und Novoselov den Nobelpreis für Physik 2010. Die einzigartigen Eigenschaften des dünnsten Materials der Welt könnten vielfältig genutzt werden – in Tennisschlägern, Solarzellen und künftig auch in medizinischen Sensoren. Bisher sind allerdings noch wenige Produkte mit Graphen auf dem Markt. Mehr physikalische Nachrichten rund um das Thema Graphen finden Sie hier: http://www.weltderphysik.de/gebiet/stoffe/graphen/ueberblick-graphen/.

Graphen in Lacksystemen

Graphen hat eine Reihe außergewöhnlicher Eigenschaften, die die Tür zu vielen interessanten Arten von Lacksytemen öffnen könnte. So jedenfalls beschreiben es die Betreiber dieser Seite: http://www.graphene-info.com/graphene-coating. Da ist die Rede von hochleistungsfähigen Klebstoffen ebenso wie von anti-bakteriellen Lacken, Solarfarben (die Sonnenenergie absorbieren), Isolierende Farben für Häuser, Korrosionsschutzbeschichtungen, Antibeschlag Farben, UV-Strahlen Blocker und und und.  All die Systeme an denen die Lackindustrie schon lange arbeitet, die sich aber bisher nur sehr vereinzelt auf dem Markt etabliert haben.

Das chinesische Unternehmen "The Sixt Element Material" hat eine Graphen-Zink Korrosionsschutz Primer entwickelt und vertreibt diesen zu einem vergleichbaren Preis wie ein zinkreicher Epoxyd Primer.( http://www.graphene-info.com/sixth-element-presents-its-graphene-zinc-anti-corrosion-primer) . Die englische Firma "Applied Graphene Material" arbeitet mit Sherwin Williams zusammen, um graphen-basierte Korrosionsschutzfarben zu entwicklen (http://www.graphene-info.com/applied-graphene-materials-goes-graphene-enhanced-anti-corrosion-paint-development). Ein Forscher von der South Dakota School of Mines and Technology hat für ein Forschungsvorhaben auf demselben Gebiet Gelder in Höhe von 500.000 $ von NSF eingeworben. Er hat 2015 in der renommierten Wissenschaftszeitschrift Nature dazu einen Artikel veröffentlich http://www.nature.com/articles/srep13858. Die Liste lässt sich beliebig fortführen. Gerade im Bereich des Korrosionsschutzes wird viel mit Graphen geforscht.

Über die Verwendung von Graphen in organischen Beschichtungen ist bisher kaum etwas veröffentlich worden. Es stellt sich auch die Frage, ob Graphen überhaupt scherstabil ist, um in ein konventionelles Lacksystem eingearbeitet zu werden. Dennoch sollte die Lackindustrie die Graphen Forschung meines Erachtens im Auge behalten. Sollte es gelingen, einen Graphen-Anstrich industriell herzustellen, der dauerhaft seine Korrosionsschutzeigenschaften beibehält, würde das möglicherweise gängige Korrosionsschutzbeschichtungen verdrängen. Was meinen Sie?

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