Durch ihre geringe Wärmeleitfähigkeit können (Biopolymer-)Aerogele als Super-Isolationsmaterialien beispielsweise in der Automobilindustrie sowie in Dämmsystemen für Gebäude eingesetzt werden.
Zwar sind die Poren in Aerogelen sehr klein, dennoch sind sie größer als die Poren, die beispielsweise Aktivkohle hat. Deswegen können Stoffe gut in die Poren hineingelangen (und auch aus diesen heraus), was für viele Anwendungen nützlich ist. Das macht Aerogele z.B. als Katalysatorträger oder als Trägerstoff für Medikamente und Aromastoffe interessant.
Außerdem können sie für die Stofftrennung eingesetzt werden, z. B. bei der Öl-Wasser-Trennung. Ziel ist hierbei meist das Entfernen von Schad- und Giftstoffen aus der jeweiligen Flüssigkeit. Dabei bindet das Aerogel je nach Art z.B. nur das Öl, das Wasser jedoch nicht, oder umgekehrt.
Aber warum werden Aerogele nicht längst überall verwendet?
In naher Zukunft existiert ein großes Potential für neue Anwendungen von Aerogelen. Trotzdem werden sie derzeit noch kaum technisch eingesetzt. Einerseits liegt das daran, dass Aerogele ein recht neues Forschungsthema sind. Andererseits hängt es vor allem mit der aufwändigen Herstellung und somit dem hohen Preis von Aerogelen zusammen: Lange Zeit konnte man Aerogele nur in kleinen Mengen im Labor herstellen. Doch mit dem EU-Forschungsprojekt NanoHybrids, gelang es, das Herstellungsverfahren so weiterzuentwickeln, dass erstmals größere Mengen dieser neuartigen Materialien hergestellt werden konnten. Dieses Forschungsprojekt wurde von 2015 bis 2019 von zwölf Forschungsinstituten und Industriepartnern aus sieben Ländern unter Leitung der Technischen Universität Hamburg, Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Frau Prof. Irina Smirnova durchgeführt.
Chancen für die Zukunft
Wenn nun mehr von diesen Materialien verfügbar sind und die Herstellkosten sinken, kann man in vielen Bereichen über den Einsatz von Biopolymer-Aerogelen nachdenken. Da man verschiedenste Materialien als Ausgangsstoffe für Aerogele einsetzen kann, darunter auch Eiweiße und Stärke, lassen sich essbare Aerogele herstellen. Damit könnten z.B. Medikamente in Aerogele eingebracht werden, die nach der Einnahme im Körper nach und nach freigesetzt werden. Ebenso könnten Aerogele als Träger von Aromastoffen und Vitaminen für Nahrungsergänzungsmittel oder von Wirkstoffen in Kosmetika genutzt werden. In der Landwirtschaft könnten Aerogele Schädlingsbekämpfungsmittel kontrolliert freisetzen und so zu einem sparsameren Gebrauch von diesen Mitteln führen.
Auftrag:
Aerogele werden als Dämm-Materialien eingesetzt. Ordne den verschiedenen Materialien ihre Wärmeleitfähigkeiten zu. (Dieses Rätsel ohne Aerogel stammt von der Website LEIFIphysik.)