Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Prof. Dr. Gerd Wehnert an der Technischen Hochschule Nürnberg erforschen die Optimierung der Wechselwirkungen zwischen Kohlenstoffröhrchen und Kunststoffen. Das Ziel ist, einen superfesten Kunststoff zu entwickeln, der in Luftfahrt und Fahrzeugbau Metall ersetzen kann. Das Bayerische Wirtschaftsministerium fördert dieses Projekt mit einer Gesamtsumme von 299.980 Euro für die Laufzeit vom 1. Mai 2016 bis zum 31. Oktober 2017.
Die TH Nürnberg arbeitet in der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Gerd Wehnert an einer Revolution in Luftfahrt, Fahrzeug und Automobilbau. Bayerns Wirtschaftsministerin Ilse Aigner skizziert den Nutzen des innovativen Förderprogramms: „Bahnbrechende Forschungsergebnisse nutzen uns nur dann, wenn wir sie auch auf den Markt bringen. Der Wissenstransfer von der Wissenschaft in die Wirtschaft ist ein wichtiger Baustein unserer Innovationsfähigkeit. Daher habe ich im vergangenen Jahr ein neues Programm zur Validierungsförderung aufgelegt. Die TH Nürnberg hat als erste Institution einen erfolgreichen Antrag eingereicht, den wir mit knapp 300.000 EUR unterstützen.“ Im Rahmen dieses Projekts arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Entwicklung von superfesten Kunststoffen. Prof. Wehnert beschreibt die Vorteile: „Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNTs) verfügen über hervorragende elektrische und mechanische Eigenschaften: Eine gute elektrische Leitfähigkeit und hohe Festigkeit. Sie sind etwa fünfmal so fest wie Stahl. Gelingt es uns, CNTs so in Kunststoffe einzubetten, dass sich ihre Festigkeit überträgt, sind superfeste Kunststoffe zu günstigen Preisen realisierbar. Das Forschungsprojekt zielt auf die Entwicklung von CNT-verstärkten Kunststoffteilen, die bei gleichen Abmessungen und geringem Gewicht viel höhere Festigkeiten als herkömmliche Kunststoffe aufweisen und filigranere Ausführungen ermöglichen. Das würde z.B. im Automobil- und Flugzeugbau zu neuen Perspektiven führen.“
Die Forschungsgruppe arbeitet intensiv an der Lösung der entscheidenden Frage: Wie kann die Bindung, die Wechselwirkung zwischen den sogenannten Nanotubes (CNTs) und Kunststoffen durch spezifische Zusatzstoffe optimiert werden? Die Wissenschaftler setzen diese Zusatzstoffe als eine Art Emulgator, ein sogenanntes „Dispergier-Additiv“ ein. Die so entstandene homogene Substanz kann nun mit konstruktionsüblichen Massenkunststoffen wie z.B. Polyethylen vermischt werden.
Die TH Nürnberg hat nach zweijähriger Forschung zu diesem Themenkomplex bereits ein deutsches und ein internationales Patent angemeldet – eine Voraussetzung für den Zuschlag in der sogenannten Validierungsförderung (Wehnert, Gerd; Stecklein, Katharina; Helbig, Jens; Schlachter, Herbert: Dispergier Additiv; internationale Patentanmeldung vom 23.2.2016 mit dem Aktenzeichen PCT/EP2016/053790; Priorität vom 23.2.2015 aus der deutschen Erstanmeldung zum Patent DE102015102553).
Mit dem aktuellen Forschungsprojekt verstärkt die TH Nürnberg ihren Fokus auf intelligente zukunftsorientierte Forschung. Sie entspricht dem Interesse des Bayerischen Wirtschaftsministeriums an der Erforschung smarter Technologien, die z.B. in Luftfahrt und Verkehr durch erhebliche Gewichtsreduktionen zu Energieeinsparungen führen.