Mission 3: Anwendungen

Anwendungen von Biopolymer-Aerogelen

Biopolymer‐Aerogele haben wie alle anderen Aerogele eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. So können sie als Super-Isolationsmaterialien beispielsweise in der Automobilindustrie sowie in Dämmsystemen für Gebäude eingesetzt werden. Außerdem können Biopolymer-Aerogele (wie andere Aerogele) für die Stofftrennung eingesetzt werden, z. B. bei der Öl-Wasser-Trennung. Dabei bindet das Aerogel je nach Art z.B. nur das Öl, das Wasser jedoch nicht, oder umgekehrt.

Auch wenn Biopolymer-Aerogele noch kaum eingesetzt werden, existiert doch in naher Zukunft ein großes Potential für neue Anwendungen. Lange Zeit konnte man diese Materialien 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.

Wenn nun mehr von diesen Materialien verfügbar sind und die Herstellkosten sinken, kann man in verschiedenen Bereichen über den Einsatz von Biopolymer-Aerogelen nachdenken. Hierbei spielt neben den wärmedämmenden und stofftrennenden Eigenschaften vor allem die hohe innere Oberfläche eine Rolle, an die Stoffe gebunden oder von dort freigesetzt werden können. Da man verschiedenste Materialien als Ausgangsstoffe für Aerogele einsetzen kann, darunter auch essbare wie Eiweiße und stärkebasierte Rohstoffe, lassen sich auch essbare Aerogele herstellen. Damit sind Anwendungen in der Medizin und im Nahrungsmittelbereich denkbar: es können 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 sie Schädlingsbekämpfungsmittel kontrolliert freisetzen und so zu einem sparsameren Gebrauch von diesen Mitteln führen.

Felix fragt sich

Auftrag:

Aerogele werden als Dämm-Materialien eingesetzt. Ordne den verschiedenen Materialien ihre Wärmeleitfähigkeiten zu. (Dieses Rätsel ohne Aerogel stammt von der Website LEIFIphysik.)

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