{"id":28557,"date":"2021-04-20T14:00:15","date_gmt":"2021-04-20T12:00:15","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=28557"},"modified":"2021-04-19T15:56:52","modified_gmt":"2021-04-19T13:56:52","slug":"3d-druck-aerographen-200420211","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-druck-aerographen-200420211\/","title":{"rendered":"3D-gedrucktes Aerographen soll k\u00fcnftig zur Wasserfilterung eingesetzt werden"},"content":{"rendered":"

Graphen<\/a> gilt seit seiner Entdeckung im Jahre 2004 als Wundermaterial. Mittlerweile wird diese Schicht von Kohlenstoffatomen immer \u00f6fters zur Produktion von Akkus und Batterien verwendet. Diese Woche konnte jedoch ein anderer Erfolg mit dem revolutionierenden Material verzeichnet werden: Ingenieure der University at Buffalo berichten in einer aktuellen Studie \u00fcber ein neues Verfahren zum 3D-Drucken von Graphen-Aerogelen (Aerographen), die zum Filtern von Wasser eingesetzt werden sollen. Bisher ist ein derartiges Produkt noch nicht auf dem Markt zu finden. Das soll sich jetzt \u00e4ndern: Die Studienbeteiligten, darunter Nirupam Aich, Nano. Arvid Masud und Chi Zhou, halten ein Patent f\u00fcr das in der Studie \u201e3D printed graphene-biopolymer aerogels for water contaminant removal: a proof of concep\u201c beschriebene Aerographen und suchen nun nach industriellen Partnern, um das Verfahren zu kommerzialisieren.<\/p>\n

Was macht Aerographen so besonders?<\/h3>\n

Um das Prinzip dieser Studie richtig verstehen zu k\u00f6nnen, muss man sich zuerst \u00fcber die Eigenschaften von Graphen und Aerogelen im Klaren sein. Bei Graphen handelt es sich, wie bereits erw\u00e4hnt, um ein Nanomaterial, das aus elementarem Kohlenstoff gebildet wird und aus einer einzelnen flachen Schicht von Kohlenstoffatomen besteht. Dadurch, dass es nur eine einzige Schicht ist, gilt Graphen als d\u00fcnnstes Material der Welt. Das Besondere ist: Trotz der D\u00fcnne und Leichtigkeit besitz das Material eine enorme Zugfestigkeit von 130 GPa – im Vergleich zu Stahl, das eine Zugfestigkeit von 310 bis 690 MPa besitzt. Au\u00dferdem ist es elektrisch leitf\u00e4hig, biegsam und fast durchsichtig. Aerogele hingegen sind leichte, hochpor\u00f6se Feststoffe. Tats\u00e4chlich besteht dieser Feststoff aus \u00fcber 99 Prozent Luft bzw. Poren, was ihn zum leichtesten Feststoff mit geringster Dichte auf der ganzen Welt macht. Dennoch ist er stark und elastisch. Wenn man also diese zwei unglaublichen Entdeckungen kombiniert, ist es kaum \u00fcberraschend, dass das Ergebnis sprachlos macht: Aerographen ist 7,5-mal leichter als Luft und besitzt eine 1000 Mal kleinere Dichte als Wasser, wodurch es das leichteste Material der Welt darstellt.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"Aerographen\"

Hier sehen Sie links einen 3D-Drucker, der die Aerographen-Platte druckt. Auf der rechten Seite befindet sich das Aerogel, das verschmutztes Wasser filtert. (Bildnachweis: Environmental Science: Nano)<\/p><\/div>\n

Das neue Verfahren zum 3D-Drucken von Graphen-Aerogelen soll laut den Studienbeteiligten zwei entscheidende H\u00fcrden f\u00fcr die Wasseraufbereitung \u00fcberwinden: die Skalierbarkeit und die Schaffung eines Aerographens, das stabil genug f\u00fcr den wiederholten Einsatz ist. Die F\u00e4higkeit, Aerogele in der Gr\u00f6\u00dfe skalieren zu k\u00f6nnen – im Gegensatz zu Nanobl\u00e4ttern – beseitigt das bisherige Problem, in gro\u00dfem Ma\u00dfstab zu produzieren. Dies wiederum macht das Verfahren f\u00fcr den Einsatz in gro\u00dfen Anlagen, wie z. B. in Kl\u00e4ranlagen, geeignet. Zudem lassen die Aerogele bei der Wasserfilterung keinerlei R\u00fcckst\u00e4nde im Wasser. Der Studien-Co-Autor Nirupam Aich berichtet: \u201eDas Ziel ist es, Verunreinigungen sicher aus dem Wasser zu entfernen, ohne problematische chemische R\u00fcckst\u00e4nde freizusetzen. Die Aerogele, die wir geschaffen haben, behalten ihre Struktur, wenn sie in Wasseraufbereitungssystemen eingesetzt werden, und sie k\u00f6nnen in verschiedenen Wasseraufbereitungsanwendungen<\/a> eingesetzt werden.<\/em>\u201c<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

In bereits durchgef\u00fchrten Tests erwies sich das rekonfigurierte Aerogel als erfolgreich: Schwermetalle, wie Blei und Chrom, die oft Trinkwassersysteme plagen, sowie organische Farbstoffe und L\u00f6sungsmittel, wie Hexan, Heptan und Toluol, konnten gefiltert werden. Um das Wiederverwendungspotenzial des Aerogels zu demonstrieren, lie\u00dfen die Forscher organische L\u00f6sungsmittel 10 Mal durch das Aerogel laufen. Bei jedem Durchlauf konnte das Aerogel erneut 100 Prozent der L\u00f6sungsmittel entfernen. Im Endeffekt nimmt das Aerogel die Funktion eines Siebes an, indem es die „schlechten“ Stoffe filtern und nur das reine Wasser durchl\u00e4sst. Die komplette Studie k\u00f6nnen Sie hier<\/a> einsehen.\u00a0<\/span><\/p>\n

Was denken Sie \u00fcber das Wundermaterial Aerographen? Lassen Sie uns dazu gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie uns Ihre Meinung auf\u00a0Facebook,<\/a>\u00a0Twitter<\/a>,\u00a0\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0oder\u00a0Xing<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter.<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Graphen gilt seit seiner Entdeckung im Jahre 2004 als Wundermaterial. Mittlerweile wird diese Schicht von Kohlenstoffatomen immer \u00f6fters zur Produktion von Akkus und Batterien verwendet. Diese Woche konnte jedoch ein anderer Erfolg mit dem revolutionierenden Material verzeichnet werden: Ingenieure der…<\/p>\n","protected":false},"author":6079,"featured_media":28560,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[49,13],"tags":[],"class_list":["post-28557","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktuelles","category-forschung"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/28557","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6079"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=28557"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/28557\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":28562,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/28557\/revisions\/28562"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/28560"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=28557"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=28557"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=28557"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}