Neues Verfahren zur Herstellung von Keramikfasern ohne Gesundheitsgefährdung
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Ähnlich wie Asbestfasern können feinste Keramikfasern die Lunge schädigen. Wissenschaftler der Warwick Process Technology Group entwickelten eine Produktionstechnik für Keramik auf Faserbasis, die den Zwischenschritt von Fasern sehr kleinen Durchmessers umgeht. Feine Keramikfasern werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, weil sie im Gegensatz zu Gießkeramik stark und flexibel sind. Feine Fasern bieten beste Wärmeisolierung und guten thermischen Schockwiderstand, sie bleiben in Form, auch wenn sie immer wieder erhitzt und abgekühlt werden. Daneben bieten sie insgesamt die Eigenschaften normaler, harter und brüchiger Keramik, allerdings in widerstandsfähigerer und besser handhabbarer Version. Ihre Einsatzgebiete reichen von der Auskleidung von Hochtemperaturöfen bis zu leichtgewichtigen Bauteilen in Autos und Flugzeugen. Im Haushalt tauchen sie um die Heizelemente des Herdes und als künstliche Kohle im Gaskaminofen auf. Allerdings entsteht bei heute gängigen Herstellungsprozessen ein ganzes Spektrum von Faserdicken, darunter auch jene feinsten Keramikfasern, die ein Gesundheitsrisiko darstellen. Fasern mit weniger als 1 Mikron Durchmesser haben sich als krebserregend herausgestellt, Fasern dünner als 3 Mikrons können noch eingeatmet werden und die Lunge schädigen. Selbst die besten heute hergestellten Materialien enthalten offenbar einen großen Anteil an Fasern, die eingeatmet werden können, einige Produkte enthalten gleichzeitig gefährlich feine und kratzige, hautunfreundlich grobe Fasern. Das Warwicker Forschungsteam aus Chemie-Ingenieuren, Materialwissenschaftlern und Chemikern entwickelte einen Herstellungsprozeß, der nur den gewünschten mittleren Teil des Spektrums erzeugt: nicht zu feine und nicht zu grobe Fasern. Basis des Prozesses ist eine Sol-Gel-Blowspin-Technik, die sehr gleichmäßige Fasern ab 3 Mikron Durchmesser produziert. Die Methode läßt sich je nach Spinn-Sol variieren, so daß auch Fasern aus magnetischen, piezoelektrischen und leitfähigen Keramiken möglich sind, ebenso wie die Hochtemperatur-Isolierfasern, die im allgemeinen mit Keramikfasern verbunden werden. Entsprechend erweitert sich das Spektrum der Anwendungen, so die Wissenschaftler: auch Mikrowellen-Schutzschilde etwa in Mobiltelefonen oder medizinische Implantate bis hin zu künstlichen Muskeln werden möglich.
Dörte Saße, EurekAlert
