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MXene-Verbundbeschichtungen: Fortschritte in der nachhaltigen Brandschutztechnologie
Forschende untersuchen MXene-Bio-Verbundbeschichtungen, die fortschrittlichen Brandschutz mit ökologischer Nachhaltigkeit kombinieren. Sie erzielen deutliche Reduzierungen bei Wärme- und Rauchentwicklung und verbessern gleichzeitig die Selbstlösch-Eigenschaften.
MXene, eine Klasse von zweidimensionalen Materialien, die für ihre außergewöhnliche Vielseitigkeit bekannt sind, haben Anwendungen wie Energiespeicherung und Wasseraufbereitung revolutioniert. Ihre Integration in brandschutzfähige Beschichtungen hat sich als äußerst effektiv erwiesen, doch bestehen weiterhin Bedenken hinsichtlich Toxizität, Umweltbelastung und gefährlicher Synthesemethoden. Eine kürzlich veröffentlichte Übersicht von Ghorbanizamani und Moulahoum hebt das Potenzial bio-basierter Additive hervor, um diese Herausforderungen zu bewältigen und nachhaltige Brandschutztechnologien voranzutreiben.
Bio-basierte Materialien, darunter pflanzliche Additive wie Lignin, Zellulose und Sojaprotein sowie tierische Komponenten wie DNA, Casein und Chitosan, haben in Kombination mit MXenen synergistische Effekte gezeigt. Diese Verbundmaterialien bieten eine beeindruckende Brandschutzleistung, darunter eine Reduzierung der Spitzenwärmefreisetzungsrate (PHRR) um bis zu 83 %, der gesamten Wärmefreisetzung (THR) um 69 % und der gesamten Rauchfreisetzung (TSR) um über 85 %. Darüber hinaus weisen sie einen Grenz-Sauerstoff-Index (LOI) von über 45 % auf, was auf eine starke Selbstlöschfähigkeit und verbesserte thermische Stabilität hinweist.
Veranstaltungstipp: EC-Konferenz „Frontiers in fire protective coatings“
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Umweltvorteile und Herausforderungen
Neben ihrer Wirksamkeit im Brandschutz bieten MXene-Bio-Verbundbeschichtungen erhebliche ökologische Vorteile. Durch den Ersatz synthetischer Additive durch biologisch abbaubare und erneuerbare Komponenten reduzieren diese Systeme ihren ökologischen Fußabdruck. Die Übersicht hebt jedoch auch zentrale Herausforderungen hervor, darunter die Entwicklung skalierbarer und umweltfreundlicher Synthesemethoden sowie die Einhaltung regulatorischer Anforderungen für eine breitere Anwendung.
Die Ergebnisse betonen die Bedeutung nachhaltiger Praktiken in der Beschichtungsindustrie, ohne dabei die Leistungsstandards zu gefährden. MXene-Bio-Verbundbeschichtungen stellen einen vielversprechenden Schritt dar, um sowohl die Brandsicherheit als auch Umweltaspekte zu adressieren.
Quelle: Ghorbanizamani, F. & Moulahoum, H., MXene-bio composite coatings for advanced sustainable fire retardancy at surfaces and interfaces. J. Coat. Technol. Res., 23, 21–54 (2026).
