{"id":29863,"date":"2015-10-30T07:42:04","date_gmt":"2015-10-30T06:42:04","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.chemie.de%2Fnews%2F155306%2Fstark-und-extrem-waermeisolierend-hybrid-aerogele-aus-biopolymeren-und-silikat.html%3FWT.mc_id%3Dca0065"},"modified":"2015-10-29T14:55:06","modified_gmt":"2015-10-29T13:55:06","slug":"stark-und-extrem-waermeisolierend-hybrid-aerogele-aus-biopolymeren-und-silikat","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/stark-und-extrem-waermeisolierend-hybrid-aerogele-aus-biopolymeren-und-silikat\/","title":{"rendered":"Stark und extrem w\u00e4rmeisolierend: Hybrid-Aerogele aus Biopolymeren und Silikat"},"content":{"rendered":"

Luftig, luftiger, Aerogel: Das schwammartige Netzwerk dieser hochpor\u00f6sen Festk\u00f6rper kann bis zu 99,98 % aus Poren bestehen. Am weitesten verbreitet sind Aerogele auf Silikatbasis, die unter anderem aufgrund ihrer au\u00dfergew\u00f6hnlich geringen thermischen Leitf\u00e4higkeit als Isolationsmaterial eingesetzt werden. Gravierender Nachteil ist ihre Br\u00fcchigkeit. Ein schweizerisch-franz\u00f6sisches Team stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt eine neue Klasse hybrider Aerogele aus Silikat und pflanzlichen Pektinen vor, die bei vergleichbaren thermischen Eigenschaften mechanisch weitaus stabiler sind. Zudem werden sie aus biobasierten Produkten in einem w\u00e4ssrigen \u201egr\u00fcnen\u201c Prozess hergestellt.<\/strong><\/p>\n

Silikat-Aerogele entstehen, wenn aus einer Natriumsilikat-L\u00f6sung mit Salzs\u00e4ure Kiesels\u00e4urepartikel ausgef\u00e4llt werden, die zu einem Gel mit Netzstruktur aggregieren, das anschlie\u00dfend gewaschen und getrocknet wird. Ihre sehr hohe Porosit\u00e4t und spezifische Oberfl\u00e4che macht sie f\u00fcr Anwendungen in Katalyse, Pharmazie und Chemie interessant, die superisolierenden Eigenschaften z.B. als transparente W\u00e4rmed\u00e4mmung in der Solarthermie oder als W\u00e4rmed\u00e4mmung bei Renovierungen, wenn f\u00fcr herk\u00f6mmliche D\u00e4mmstoffe nicht gen\u00fcgend Platz vorhanden ist.<\/p>\n

Problematisch ist die Br\u00fcchigkeit der Silikat-Aerogele. Grund f\u00fcr den zerbrechlichen Charakter ist die perlenkettenartige Struktur des Netzwerks: Silikat-Nanopartikel von ca. 3 bis 10 nm Durchmesser sind \u00fcber wesentlich d\u00fcnnere Stege miteinander verbunden. Auf der Suche nach Aerogelen mit besseren mechanischen Eigenschaften sind auch biobasierte Produkte in den Fokus ger\u00fcckt, z.B. Pektine, pflanzlichen Ballaststoffe, die u.a. in der Lebensmittelindustrie als Geliermittel verwendet werden. Allerdings hapert es an den thermischen D\u00e4mmeigenschaften von Pektin-Aerogelen.<\/p>\n

Im Rahmen des europ\u00e4ischen Aerocoins Projekt (www.aerocoins.eu<\/a>) ist es dem Team um Matthias Koebel vom Schweizer Materialforschungsinstitut Empa (D\u00fcbendorf, Schweiz) und Tatiana Budtova von MINES ParisTech (Sophia Antipolis, Frankreich) jetzt gelungen, ein Hybrid-Aerogel aus ineinander verwobenen Pektin- und Silikat-Netzwerken herzustellen, das ma\u00dfgeschneiderte mechanische Eigenschaften hat und nur minimale Staubmengen freisetzt \u2013 bei ausgezeichneten thermischen Eigenschaften.<\/p>\n

Abgesehen vom optimalen Konzentrationsverh\u00e4ltnis zwischen Pektin und Silikat war der pH-Wert w\u00e4hrend des Gelierens Schl\u00fcssel zum Erfolg. So geliert Kiesels\u00e4ure bei pH 1,5 innerhalb von ca. 14 Tagen, bei pH-Werten oberhalb 4 dagegen in wenigen Minuten. Pektin geliert unterhalb von pH 2,0 sehr langsam, zwischen pH 2 und 3 innerhalb von Minuten und oberhalb pH 3,5 gar nicht. Optimale Ergebnisse erzielten die Wissenschaftler bei pH 1,5: Beide Komponenten gelieren langsam, aber gemeinsam zu homogene Hybriden. Nach Waschen und Hydrophobisieren wurde mit \u00fcberkritischem Kohlendioxid getrocknet. Anders als die empfindlichen Perlenketten-Strukturen der reinen Silikat-Aerogele weisen die Hybrid-Gele wesentlich dickere und damit stabilere Verstrebungen auf \u2013 sie sind mechanisch stabil.<\/p>\n

\u00dcber den Autor:<\/h3>\n

Dr. Matthias Koebel leitet die Abteilung Materialien und Komponenten f\u00fcr energieeffiziente Geb\u00e4ude der Empa. Mit seinem Team entwickelt er die n\u00e4chste Generation D\u00e4mmstoffe und ihre Produktionstechnologien.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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