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Wissenswertes rund um Kunststoff und Kautschuk

Kunststoff und Kautschuk begegnen uns überall im Alltag. Entdecken Sie spannende Geschichten, überraschende Fakten und interessante Hintergründe – von historischen Entwicklungen und bekannten Produkten bis hin zu wichtigen Persönlichkeiten und Innovationen der Branche.

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  • Verborgene Talente: Mit Bleistift, Kunststoff und Papier Wärme in Strom umwandeln

    Quelle: istock / damedeeso Ein normaler HB-Bleistift und Büropapier reichen aus, um - kombiniert mit einem leitfähigen Kunststofflack- ein thermoelektrisches Element zu bauen. Bild. HZB Thermoelektrische Materialien können Wärmeunterschiede zur Stromerzeugung nutzen. Nun gibt es eine preiswerte und umweltfreundliche Lösung, um sie mit einfachsten Zutaten herzustellen: Ein normaler Bleistift, Kopierpapier und ein leitfähiger Kunststofflack reichen aus, um eine Temperaturdifferenz über den thermoelektrischen Effekt in Strom umzuwandeln. Dies hat nun ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin demonstriert. Der thermoelektrische Effekt ist keine Neuigkeit, sondern wurde vor fast 200 Jahren von Thomas J. Seebeck entdeckt: Bringt man zwei unterschiedliche Metalle zusammen, dann kann eine elektrische Spannung entstehen, wenn ein Metall wärmer ist als das andere. Über diesen Effekt lässt sich Restwärme teilweise in elektrische Energie umwandeln. Restwärme entsteht als Nebenprodukt bei fast allen technischen und natürlichen Prozessen, zum Beispiel in Kraftwerken und jedem Haushalt, aber auch im menschlichen Körper. Sie ist eine der größten ungenutzten Energiequellen auf der Erde - meist verpufft sie. Winziger Effekt Der Bleistiftabrieb unter dem Elektronenmikroskop. Bild: HZB Leider ist dieser an sich so nützliche Effekt in normalen Metallen extrem klein. Denn Metalle besitzen nicht nur eine hohe Leitfähigkeit für Strom, sondern ebenso für Wärme, sodass Unterschiede in der Temperatur sofort verschwinden. Thermoelektrische Materialien müssen also trotz hoher elektrischer Leitfähigkeit eine geringe Wärmeleitfähigkeit haben. In der Technik werden heute schon stellenweise Thermoelektrika aus anorganischen Halbleitermaterialien wie Bismuttellurid eingesetzt. Allerdings sind solche Materialsysteme teuer und ihr Einsatz rentiert sich nur punktuell. Darüber hinaus werden für den Einsatz am menschlichen Körper auch flexible, ungiftige organische Materialien erforscht, zum Beispiel basierend auf Nanostrukturen aus Kohlenstoff. HB-Bleistift und Kunststofflack Skizze des Versuchsaufbaus. Bild: HZB Dass es auch viel einfacher geht, hat nun ein Team um Prof. Norbert Nickel am HZB gezeigt: Mit einem normalen Bleistift, Härtegrad HB, zeichneten sie auf gewöhnlichem Kopierpapier eine kleine Fläche aus. Als zweites Material pinselten sie einen transparenten, leitfähigen Kunststofflack (PEDOT:PSS) auf. Konkret liefern die Bleistift-Proben (Graphit) bei einem Temperaturunterschied von 50 Grad Celsius etwa eine Spannung von 0,875 Millivolt. Dieses Ergebnis ist vergleichbar zu anderen, weitaus teureren Nanokompositen, die bisher für biegsame thermoelektrische Elemente genutzt werden. Und dieser Wert ließ sich verzehnfachen, indem sie dem Graphit etwas Indium-Selenid zusetzen. Unter dem Rasterelektronenmikroskop und mit spektroskopischen Methoden (Raman-Streuung) am HZB untersuchten die Forscher die Graphit- und Kunststofflack-Filme. „Die Ergebnisse waren für uns auch sehr überraschend“, erklärt Nickel. „Aber wir haben nun eine Erklärung gefunden, warum dies so gut funktioniert: Der Bleistiftabrieb bildet auf dem Papier eine Fläche aus ungeordneten Graphitflocken, etwas Graphen und Lehm. Während dies die elektrische Leitfähigkeit nur wenig reduziert, kann Wärme deutlich schlechter transportiert werden.“ Ausblick: Flexible Bauelemente auf Papier gedruckt Mit diesen einfachen Zutaten könnten sich künftig thermoelektrische Baulemente auf Papier drucken lassen, die äußerst preiswert, umweltfreundlich und ungiftig sind. Solche winzigen und biegsamen Bauelemente wären auch direkt am Körper einsetzbar und könnten die Körperwärme nutzen, um kleine Geräte oder Sensoren zu betreiben. Referenz ACS Appl. Mater. Interfaces (2018): "Fine Art of Thermoelectricity", Viktor Brus, Marc A. Gluba, Joerg Rappich, Felix Lang, Pavlo Maryanchuk und Norbert H. Nickel,DOI: 10.1021/acsami.7b17491

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  • Der Polymer-Pionier Fritz Klatte

    Thema des Monats „Ein Mann lebte 20 Jahre zu früh“: Von Guido Deußing Dr. Fritz Klatte, ein ein Pionier der Kunststoffchemie. (Quelle: Archiv) Am 11. Februar 1934 starb mit Dr. Fritz Klatte ein Pionier der Kunststoffchemie. Seine Patente aus den Jahren 1912 und 1913 bildeten die Grundlage für die ersten thermoplastischen Polymere, insbesondere Polyvinylchlorid (PVC). Ihren weltweiten Siegeszug zu erleben, blieb Klatte versagt – sein Tod mit nur 53 Jahren ließ andere die Früchte seiner Forschungen ernten und seinen Ruhm zeitweilig verblassen. Nahezu jeder trägt es als Geldkarte mit sich und wenn wir mal müssen, sitzen wir drauf. Die Rede ist von (C 2 H 3 Cl) n , besser bekannt als Polyvinylchlorid, kurz PVC. Obwohl historisch der erste und damit älteste thermoplastische Kunststoff, ist PVC jung geblieben – wegen seiner Robustheit und Vielseitigkeit hat es nach wie vor Konjunktur. Im Jahr 2016 wurden weltweit über 42 Millionen Tonnen PVC verbraucht, das sind mehr als 16 Prozent der gesamten Kunststoff-Nachfrage. Das Konstanzer Marktforschungsinstitut Ceresana erwartet bis 2024 ein Wachstum des globalen PVC-Bedarfs von durchschnittlich 2,3 Prozent pro Jahr. Der mit Abstand wichtigste Absatzmarkt ist die Region Asien-Pazifik. Die Bauindustrie und die Hersteller von Verpackungsmaterialien sind die größten Abnehmer; auch aus Automobilbau und Medizintechnik ist PVC kaum wegzudenken. Den Beginn der großtechnischen Produktion und Vermarktung in Deutschland markiert das Jahr 1935. Damals verarbeitete die IG Farben, ein Konsortium aller namhaften reichsdeutschen Chemiewerke, den Thermoplast erstmals u. a. zu Rohren, Schläuchen, Platten und erzeugte neben dem Hart-PVC durch Zusatz von Weichmachern auch bereits die schmiegsame Variante für Folien, Beschichtungen etc. oder als Lederersatz (Handelsname: „Igelit“), mit dem z. B. Sitzplätze in Omnibussen bezogen wurden. Trotzdem musste die Industrie zunächst einmal kleine Brötchen backen: Am wichtigsten Produktionsstandort Bitterfeld belief sich der PVC-Ausstoß im Jahr 1938 auf monatlich 120 Tonnen. Und das, obwohl Polyvinylchlorid der nationalsozialistischen Regierung im Rahmen ihrer Autarkiepolitik gut ins Konzept passte, weil es sich aus Rohstoffen heimischer Provenienz, basierend auf Salz- und Braunkohlevorkommen, herstellen ließ. PVC wurde so von den Nazis kurzerhand zum „deutschen“ Kunststoff stilisiert. Dass es in den USA bereits seit 1928 hergestellt wurde, ließ die NS-Propaganda unter den Tisch fallen. Vinyl löst Schellack ab Zum Allroundwerkstoff und damit zum meistproduzierten Kunststoff weltweit stieg PVC erst nach Ende des Zweiten Weltkriegs auf. So lösten um das Jahr 1948 Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere das Naturharz Schellack als Grundstoff der Schallplatte ab. Das neue Material war bruchsicherer und verhalf der schwarzen Scheibe zu einer deutlich längeren Spieldauer. Die Bezeichnung „Vinyl-LP“ wurde bald geläufig. Unangefochten die Nummer eins war PVC in der Deutschen Demokratischen Republik. Hier lag sein Anteil an der Kunststoffproduktion Mitte der 1950er-Jahre bei über 50 Prozent. Auch wenn er bis 1970 auf 36 Prozent zurückging, hielt er sich damit in der DDR auf etwa doppelt so hohem Niveau wie in anderen Ländern. Längst waren viele weitere Kunststoffe, die ohne toxische Weichmacher auskommen, in Konkurrenz getreten, allen voran andere Thermoplaste, also im erwärmten Zustand formbare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol. Doch weil deren Entwicklung ohne den erfolgreichen Vorläufer kaum möglich gewesen wäre, kann Polyvinylchlorid für sich beanspruchen, „Mutter aller Thermoplaste“ zu sein. Die PVC-Produktion in Deutschland kam zwar, wie erwähnt, erst Mitte der 1930er-Jahre auf Touren, die Ursprünge des Werkstoffs reichen aber viel weiter zurück. Das Schutzrecht auf ein „Verfahren zur Herstellung einer auf Hornersatz, Films (sic), Kunstfäden, Lacke u. dgl. verarbeitbaren plastischen Masse“, gemeint war Polyvinylchlorid, erteilte das Kaiserliche Patentamt bereits am 4. Juli 1913. In der Patentschrift Nr. 281877 heißt es: Die „ vorliegende Erfindung“ beruht „auf der überraschenden Erkenntnis [...], daß man die aus dem Polymerisationsprozeß hervorgehenden wertlosen Produkte ohne Veränderung ihrer chemischen Zusammensetzung in technisch wertvolle Massen überführen kann, wenn man sie in gelösten oder erweichten Zustand überführt und sodann wieder aus diesen Zuständen in die feste Form zurückverwandelt. Durch solche Behandlung erhält man aus den unscheinbaren Polymerisaten Massen, die sich vorzüglich für alle Zwecke eignen, für die man bisher Zelluloseester bzw. Zelluloid verwendet hat, nämlich als Ersatzmittel für Horn, Bernstein oder künstliche Harze, als Lacke, Imprägniermittel sowie zur Darstellung von Films, Kunstfäden u. dgl. Diese Produkte haben den Vorzug einer außerordentlich hohen Feuersicherheit und Geruchlosigkeit. Durch geeignete Zusatzmittel kann die Festigkeit und Härte der erhaltenen Stoffe in weiten Grenzen modifiziert werden, so daß man aus denselben Polymerisationsprodukten sowohl hornartige, harte als auch weichere und geschmeidigere Massen herstellen kann.“ Erst Apotheker, dann Chemiker Patentnehmer war die Chemische Fabrik Griesheim-Elektron in Frankfurt am Main. Ihr Direktor Dr. Emil Zacharias (1867-1944) hatte zum 1. Juni 1908 den 28-jährigen Chemiker Dr. rer. nat. Fritz Klatte eingestellt und im Werk Mainthal untergebracht. Der junge Klatte war kein unbeschriebenes Blatt: 1880 in Diepholz/Prov. Hannover geboren, übte er nach Besuch des Realgymnasiums Osnabrück, Ausbildung bei einem Apotheker in Syke und Pharmaziestudium in Berlin kurzzeitig selbst den Apothekerberuf aus, sattelte dann aber auf Chemie um. Sein neuerliches Studium an den Universitäten Berlin und Tübingen krönte er 1907 mit einer Summa-cum-laude-Promotion bei Prof. Dr. Wilhelm Wislicenus (1861-1922). Noch im selben Jahr wurde er Privatassistent des frischgebackenen Chemienobelpreisträgers Prof. Dr. Eduard Buchner (1860-1917) am Institut für Gärungsgewerbe der Berliner Landwirtschaftlichen Hochschule. Griesheim-Elektron, Klattes neuer Arbeitgeber, war ein Großhersteller von Natronlauge, die u. a. in der Seifenindustrie sowie bei der Herstellung von Zellulose und Aluminium benötigt wurde. Gewonnen wurde Natronlauge elektrolytisch aus Natriumchlorid (Kochsalz); als Überschussprodukte fielen dabei Chlorgas und Salzsäure (in Wasser gelöster Chlorwasserstoff) an. Gleiches galt für Acetylen (Ethin), ein beim Kontakt von Kalziumkarbid mit Wasser entstehendes Gas. Nach Karbid, das in Spezialöfen aus der Verbindung von Kalk und Koks hervorgeht, verlangte u. a. die Stahlindustrie, um Roheisen zu entschwefeln. Das Nebenprodukt Acetylen kam in sogenannten Karbidlampen als Leuchtmittel zum Einsatz und wurde auch zum Schweißen von Metallen verwendet. Anspruchsvolle Resteverwertung Für die riesigen Mengen an Chlor und Acetylen aber, die nach Produktion von Natronlauge und Kalziumkarbid übrig blieben, hatte die Griesheim-Elektron keine Verwendung und stand somit vor einem massiven Lager- und Entsorgungsproblem. Von Klatte und den anderen damaligen Griesheim-Chemikern in den Werken Frankfurt am Main, Mainthal, Bitterfeld, Rheinfelden, Küppersteg und Spandau wurde deshalb erwartet, dass sie Chlor und Acetylen weitere, möglichst umfängliche und wirtschaftlich lohnende Nutzungsmöglichkeiten erschlossen. Klatte machte sich an die Arbeit. Bei seinen Recherchen stieß er auf über die über 70 Jahre zurückliegenden Forschungen des französischen Chemikers Henri Victor Regnault (1810-1878), Professor an der Pariser École Polytechnique, später am Collège de France und zuletzt Direktor der Porzellanfabrik in Sèvres bei Paris. Regnault hatte anno 1835 im Gießener Laboratorium von Justus von Liebig mit Chlor experimentiert und daraus ein bis dato unbekanntes, süßlich riechendes Gas, Vinylchlorid, erhalten, das sich in einem Glasgefäß nach längerem Stehenlassen unter Einwirkung von Sonnenlicht in einen Feststoff, weißpulvriges Polyvinylchlorid, umwandelte. An Regnaults Beobachtungen anknüpfend synthetisierte Klatte Vinylchlorid, indem er Chlorwasserstoff mit Acetylen versetzte – die beiden Gase reagierten zu Vinylchlorid, ohne dass Nebenprodukte auftraten. In Klattes Referat „Die Arbeiten Griesheims auf dem Vinylestergebiet“ heißt es dazu: „Auf zweierlei Weise kann [...] Vinylchlorid hergestellt werden: in flüssiger & gasförmiger Phase: entweder durch Einleiten von Acetylen in wässerige Salzsäure, die Quecksilberchlorid gelöst enthält oder [...] durch Leiten eines gasförmigen Gemisches der Komponenten über Katalysatoren, wobei man aber nicht auf quecksilberhaltige beschränkt ist.“ Die ersten Patente Das Syntheseverfahren von Vinylchlorid aus Acetylen und Chlorwasserstoff in der Gasphase in Gegenwart von Quecksilber(II)chlorid ließen sich Klatte und sein Chef Zacharias 1912 patentieren (Deutsches Reichspatent DRP 278249). Und noch im selben Jahr gelang Klatte unter Mitwirkung von Dr. Adolf Rollett (geb. 1885, im Ersten Weltkrieg gefallen) die Lichtpolymerisation des Monomers Vinylchlorid zu Polyvinylchlorid. Das weiße Pulver verhielt sich ganz ähnlich wie Zelluloid, aus dem u. a. Filme, Knöpfe und Brillengestelle hergestellt wurden. Zelluloid hatte aber den gravierenden Nachteil, leicht entflammbar zu sein, sodass eine Alternative willkommen erschien. Eben diesen Zelluloidersatz strebte Klatte an, als er im Oktober 1912 das schon erwähnte Patent auf eine zu „Hornersatz, Films, Kunstfäden, Lacke u. dgl. verarbeitbare plastische Masse“ beantragte, welches am 4. Juli 1913 gewährt wurden (DRP 281877). Insgesamt handelt es sich um acht Griesheimer Patente, „von denen jedes auf seinem Gebiet als Pioniertat anzusehen ist“, wie Klatte auf der VII. Sitzung der Lösungsmittelkommission der IG Farben am 4. Juli 1929 in Uerdingen vortrug: Herstellung der Vinylester (DRP 271381 vom 22. 6. 1912), Polymerisation der Vinylester (DRP 281687 vom 4. 7. 1913, DRP 281688 vom 2. 4. 1914), Verwendung der Polymerisationsprodukte zur Herstellung von Lacken (DRP 290544 vom 13. 11. 1913, DRP 291299 aus dem Jahr 1916), Herstellung von Vinylchlorid (DRP 278249 vom 11. 10. 1912, DRP 288584 vom 11. 9. 1913) Verwendung von Polyvinylchlorid zur Herstellung von Kunstmassen etc. (DRP 281877 vom 4. 7. 1913). Mit den zuerst patentierten Vinylestern sind Vinylacetat, Vinylchloracetat und Vinylmonochloracetat angesprochen. Zacharias und Klatte synthetisierten sie 1912 aus Acetylen und Essigsäure. Wie Vinylchlorid zu PVC polymerisierte, so wurde aus Vinylacetat in Gasballons unter Lichteinwirkung Polyvinylacetat (PVA), das unter Klattes Regie alsbald in Produktion ging: Kriegsbedingt begann Griesheim-Elektron ab 1916, PVA-Flugzeuglack (Handelsname: „Mowilith“) herzustellen, und brachte es auf die damals als beträchtlich empfundene Menge von rund 50 Tonnen. Nach Ende des Krieges gab es aber bald wieder ein Überangebot bewährter Naturharze, sodass der Bedarf für Ersatzprodukte wie Mowilith rasch versiegte. Auch für andere Zwecke drängte sich PVA vorerst nicht auf, zumal Zersetzungstendenzen beobachtet worden waren, die ihm, solange sie nicht ausgemerzt wurden, einen schlechten Ruf eintrugen. Um PVC stand es anfangs noch schlechter – von Produktionsreife war der neue Kunststoff weit entfernt. Im Labor bereitete die Herstellung zwar keine Probleme, doch industriell war das thermisch instabile reine PVC mit den damals bekannten Verfahren einfach nicht zu verarbeiten: Bei Temperaturen um den Siedepunkt spaltete es Salzsäure ab und nahm eine rötliche Färbung an. Auch erste Versuche, das Material auf Pressen zu verarbeiten, verliefen enttäuschend. Staudingers „Makromoleküle“ Erschwerend hinzu kam, dass Klatte und Kollegen den Chemikern des 19. Jahrhunderts nur wenig voraus waren, wenn es darum ging, die der Polymerisation zugrunde liegenden chemischen Vorgänge zu durchschauen oder gar zu beherrschen. Die theoretischen Grundlagen der Polymerchemie lieferte der deutsche Chemiker Prof. Dr. Hermann Staudinger (1881-1965) nach, der seinerzeit an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich forschte. 1922 prägte er den Begriff „Makromoleküle“, um die Polymerisation zu erklären. Auf PVC angewandt, besagen Staudingers mit dem Chemienobelpreis bedachte Erkenntnisse: Klatte war es mithilfe von Quecksilbersalzen gelungen, eine der drei Kohlenstoffverbindungen des Acetylens zu knacken, damit sich die Bestandteile des Chlorwasserstoffs anlagern konnten – die beiden Gase reagierten zu Vinylchlorid. Unter Einfluss von Licht (Photopolymerisation) lösten sich dann die Kohlenstoffdoppelbindungen des Vinylchlorids und es entstanden in einer Art Kettenreaktion sogenannte Makromoleküle, die aus den immer gleichen aneinandergereihten Molekülen bestehen – das zentrale Charakteristikum der Polymere. Das theoretische Fundament verhalf der Polymerchemie in der Praxis fortan dazu, Kunststoffe nicht mehr nach empirisch ausgetüftelten Rezepturen zusammenzukochen, sondern ihren Aufbau wissenschaftlich zu formulieren und zu präzisieren. So kann Vinylchlorid auf unterschiedliche Weisen (Licht, Hitze, Druck, Suspension, Emulsion etc.) polymerisiert, also zum Kettenwachstum gebracht werden, die jeweils ein anderes Eigenschaftsbild des PVC-Endprodukts hervorbringen. Maßgeblich bestimmt wird dieses außerdem durch Zusatzstoffe wie Stabilisatoren, Weichmacher, Füllstoffe oder Treibmittel. Mit ihrer Hilfe wird der Kunststoff gebändigt, sodass sich aus ihm tatsächlich jene Fasern, Folien etc. herstellen ließen, die den weitblickenden Griesheimer Chemikern schon 1913 vorschwebten und in Patent DRP 281877 ihren Niederschlag fanden. Noch war das alles Zukunftsmusik – mangels marktreifen Produkts ließ Griesheim-Elektron am 31. Dezember 1926 die Pionierpatente fallen, sodass auch andere Firmen an der Weiterentwicklung arbeiten konnten. Die beteiligten Zeitgenossen lobten diesbezüglich den Geist der Gemeinschaftsarbeit und des friedlichen Wettbewerbs. Klatte blieb selbstverständlich am Ball: Während Hoechst und die in Burghausen ansässige Wacker Chemie daran arbeiteten, die Ausgangsmaterialien industriell herzustellen, proklamierte er in einem Brief vom 9. Juli 1929 ein „Anrecht“ des Griesheim-Werks in Rheinfelden/Baden auf die künftige Produktion von Vinylchlorid, weil man dort Karbid, also auch Acetylen, zur Verfügung hatte. Tatsächlich wurde daraufhin in Rheinfelden die erste technische Vinylchlorid-Versuchsanlage eingerichtet. Um das monomere Vinylchlorid kümmerte sich hier Dr. Carl Jung. Klatte stellte im Labor weitere Polymerisationsversuche an, deren Ergebnisse er ins Werk Bitterfeld schickte, wo sie anwendungstechnisch geprüft wurden. Beruflich am Zenit Mit seinem sogenannten „Abstopp-Patent“ (DRP 671889 vom 9. August 1930, Patentnehmer: IG Farben) gelang Klatte ein bedeutsamer Fortschritt: das Unterbrechen der Polymerisation. Damit war eine wichtige Voraussetzung für die Herstellung gleichmäßiger Polymerisate geschaffen. Kurz darauf, am 16. Oktober 1930, übertrug die Kunststoffkommission der IG Farben Klatte die Federführung auf dem PVC-Gebiet – zweifellos der Höhepunkt seines beruflichen Schaffens. Im Sitzungsprotokoll heißt es: „Das Polyvinylchlorid-Gebiet soll in Zukunft von Dr. Klatte, dem verdienstvollen Erfinder der Vinylesterpolymerisate, möglichst allein bearbeitet werden, sofern es sich nicht um Mischpolymerisate handelt.“ 1930 war auch das Jahr, in dem die an der IG Farben beteiligten Werke eine Arbeitsteilung auf dem Gebiet der Polymere vereinbarten: Hoechst fielen die Vinylester (Mowilith) zu, Bitterfeld bekam das PVC. Solange der Durchbruch auf sich warten ließ, erprobten die einzelnen Betriebe verschiedene Wege, um vorwärtszukommen: Bitterfeld wandte sich der Nachchlorierung des PVC zu, im Werk Ludwigshafen hatte man bei der Kautschuksynthese gute Erfahrungen mit der Emulsionspolymerisation gemacht, Hoechst widmete sich den technischen Polymerisationsverfahren und Wacker Chemie meldete das Suspensionsverfahren zum Patent an. Mit der Emulsionspolymerisation befasste man sich nach Jungs Angaben auch in Rheinfelden und später in Bitterfeld, wohin sich der Schwerpunkt der Arbeit am PVC verlagerte. Dort widmeten sich vor allem Curt Schönburg (1888-1950) und Georg Wick der Weiterentwicklung des Polyvinylchlorids. In Bitterfeld gelang auch die Herstellung von Fäden aus chloriertem PVC, die später jahrelang als PeCe-Faser fabriziert wurden (Erfinder: Emil Hubert, 1887-1945). Auch sie hatte Klatte in seinen Pionierpatenten schon als Anwendungsform antizipiert. In einem 1942 verfassten Aufsatz über die Entwicklung der Mainthalwerke erinnert sich deren Direktor Emil Zacharias, der Klatte 1908 eingestellt hatte: „Nach meinem Ausscheiden im Jahre 1931 versteht es mein Nachfolger in der Leitung der Mainthalwerke, Dr. Curt Schönburg, in hervorragendem Stile die Polyvinylchlorid-Erzeugung und -Polymerisation auszubauen [...]. Wir nahmen die schon vor und während des ersten Weltkrieges (Zacharias, Rollett) begonnenen Arbeiten zur Herstellung von Vinylchlorid und Polyvinylchlorid wieder auf, verbesserten die Herstellungsverfahren und entwickelten sie zur technischen Reife (Bappert, Schönburg, Wick). Leider blieb es jedoch auch uns zunächst versagt, das erhaltene Vinylchlorid einer Verwendung zuzuführen, da es sich nach den in der Kunststoffindustrie üblichen Verfahren nicht durch Verwalzen oder Pressen weiterverarbeiten ließ. Einen Umschwung brachte hier die Entdeckung (Schönburg), daß das Polyvinylchlorid durch weitere Behandlung mit Chlor in ein Produkt übergeht, das in organischen Lösungsmitteln löslich wird und somit für die Herstellung von Lacken, Folien und Fäden eingesetzt werden kann. Auf diese Weise wurde die erste synthetische Faser der Welt in Zusammenarbeit mit der Filmfabrik Wolfen der IG geschaffen (PeCe-Seide). Dieser Erfolg gab den Anlass, eine Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid, Polyvinylchlorid und nachchloriertem Polyvinylchlorid in Rheinfelden zu errichten. Im Jahre 1935 gelang es dann (Wick), auch das nicht nachchlorierte Polyvinylchlorid unter Anwendung besonderer Bedingungen von Druck und Wärme der Verarbeitung auf Walzwerken oder in Pressen zuzuführen. Hierdurch wurden dem Polyvinylchlorid ganz ungeahnte Absatz- und Verwendungsmöglichkeiten erschlossen. Im Jahre 1937 wurde in Bitterfeld neben der bestehenden Anlage in Rheinfelden eine Fabrikationsstätte für Polyvinylchlorid errichtet, die in den folgenden Jahren ständig weiter zu einer Großfabrikation ausgebaut wurde und heute die größte Kunststoff-Fabrikationsstätte in der IG darstellt.“ Siechtum statt Siegeszug Dass Fritz Klatte in dieser Darstellung keine Erwähnung findet, hat seinen Grund: Am Siegeszug des PVC nahm er keinen entscheidenden Anteil mehr, weil er bereits 1934 verstarb. Der Polymer-Pionier litt seit 1917 an Lungentuberkulose und musste seine Arbeit immer wieder durch längere Kuraufenthalte, vorwiegend in der Schweiz und in Österreich, unterbrechen. So gibt das erwähnte „Abstopp-Patent“ aus dem Jahr 1930 als Klattes Wohnort Annabichl bei Klagenfurt an, wo er im Sanatorium lebte. Nach seinem 50. Geburtstag wurde sein gesundheitlicher Zustand immer kritischer. Schon die Versetzung nach Rheinfelden war krankheitsbedingt erfolgt – „mit der Aufgabe, im Laboratorium an den Problemen weiterzuarbeiten, da er gesundheitlich nicht mehr in der Lage war, einen Betrieb einzurichten oder einem solchen vorzustehen. Er ist aber während der ganzen Zeit seiner Krankheit verhältnismäßig viel zu wissenschaftlichen Vorträgen und Propagandaarbeit herumgeschickt worden“, heißt es in einem Brief der Chloberag Rheinfelden. Im Frühjahr 1931 hatte Klatte die regelmäßige Mitarbeit im Kreise der IG-Betriebe einstellen müssen. Im Archiv der Farbwerke Hoechst finden sich nach diesem Zeitpunkt keine Briefe und Berichte mehr von ihm; auch an den späteren Sitzungen der Kunststoffkommission nahm er nicht mehr teil. „Sein größter Schmerz war, daß er seine Arbeit aufgeben mußte. Aber seine Gedanken waren ruhelos mit Kunstharzen beschäftigt“, erinnerte sich die Witwe Cäcilie Klatte, geb. Skutetzky, die seit 1903 mit ihm verheiratet war und drei Kinder gezeugt hatte. Im Juli 1932 wurde Klatte wegen seiner zerrütteten Gesundheit beurlaubt und beantragte 1933 seine vorzeitige Pensionierung. Das Jahr verbrachte er überwiegend in Sanatorien, aus denen er seiner Frau erschütternde Briefe schrieb: „(G)anz plötzlich heute früh eine massenhafte Entleerung von Eiter aus der Lunge, und zwar innerhalb von 2 Stunden 250 g.“ (11. 7. 1933) – „Jede neue Komplikation bringt mich in Lebensgefahr. Wäre bei der furchtbaren Anstrengung, mit der ich den Eiter herausbringen mußte, ein auch nur kleines Blutgefäß gerissen, ich wäre verblutet. Der Kräftezustand ist erschreckend.“ (20. 7. 1933) – „Beschwer an allen Enden. Wie lange noch?“ (8. 11. 1933) Zum 1. 1. 1934 wurde Klatte in den Ruhestand versetzt. Nur wenige Wochen später, am 11. Februar 1934, starb er mit 53 Jahren im Sanatorium Klagenfurt. In dieser Stadt wurde er auch beerdigt. Die Grabstätte auf dem Friedhof St. Georgen hatte Klatte im Vorgefühl des nahenden Todes schon im Jahr zuvor persönlich ausgewählt. „Ein Mann lebte 20 Jahre zu früh“ ist ein Text über Fritz Klatte und die Vorgeschichte des PVC überschrieben, der in der Zeitung „Blick auf Hoechst“ publiziert wurde. Es vergingen nämlich gut zwanzig Jahre, ehe seine Patente Früchte trugen und die PVC-Fabrikation in großem Stil begann, was Klatte schon nicht mehr erlebte. „(E)r starb vor dem Sieg mitten im Kampf. [...] Klattes Erfindung kam zu früh. Damals fehlten zu viele Voraussetzungen für den praktischen Erfolg“, schreibt Dr. Hans Walter Flemming (1900-1969), Leiter der Presseabteilung der Hoechst AG, in einem Klattes Pionierpatente behandelnden Band der Reihe „Dokumente aus Hoechster Archiven“. „So ist denn auch einem Fritz Klatte das tragische Geschick nicht erspart geblieben, zwar von einer metaphysischen Macht zum Schauen und Schaffen begnadet zu werden, um neue und weittragende Ideen zum Wohle der Menschheit zu empfangen, zugleich aber auserwählt zu sein, [...] erst in eine Zukunft hinein zu wirken“, resümiert im selben Band Dr. Willy O. Herrmann (1886-1972), Geschäftsführer des Consortiums für elektrochemische Industrie im Zeitraum 1918 bis 1936 und 1946 bis 1952. Klattes frühe Verdienste gerieten mit den Jahren zunehmend in Vergessenheit – selbst bei Mitarbeitern in Rheinfelden wie Dr. Carl Jung: „Daß Herr Dr. Klatte auf dem Gebiete des Chlorvinyls irgendwie beschäftigt und an den Versuchsergebnissen beteiligt gewesen sein soll, ist mir nicht bekannt.“ Klattes Ruhm verblasste, sein Grab in Klagenfurt verfiel. Die Vertretung der Farbwerke Hoechst in Österreich, Vedepha, stellte am 26. Dezember 1965 einen neuen Grabstein auf und kümmerte sich fortan um die Grabpflege. Klattes Andenken hoch halten heute drei deutsche Städte, die Straßen nach ihm benannt haben: Frankfurt am Main, Bad Dürrenberg/Sachsen-Anhalt und nicht zuletzt Klattes Geburtsstadt Diepholz, die überdies 1978 eine Gedenktafel (aus PVC!) am Geburtshaus installiert und 1981 einen Gedenkstein aufgestellt hat. Den Findling ziert die Aufschrift „Dr. Fritz Klatte, Sohn dieser Stadt, Pionier der Kunststoff-Chemie, 28. 3. 1880 – 11. 2. 1934“. Zudem trägt das Verwaltungsgebäude der in Diepholz seit 1974 ansässigen P+S Polyurethan-Elastomere GmbH & Co. KG (vormals P+S Plast- und Schaumtechnik GmbH & Co. KG) den Namen „Dr.-Fritz-Klatte-Haus“. Quellen Hans Walter Flemming: Dr. Klattes Pionierpatente – Bildung von Kunstharzen durch Licht. Frankfurt am Main 1965 (= Dokumente aus Hoechster Archiven. Beiträge zur Geschichte der Chemie, 10), 86 S. Hans Walter Flemming: Anerkennung Dr. Klattes in der IG. Frankfurt am Main 1966 (= Dokumente aus Hoechster Archiven. Beiträge zur Geschichte der Chemie, 17), 86 S. Herbert Major: Zur Erinnerung an Dr. rer. nat. Fritz Klatte. Die Erfindung von Kunststoff und Kunstharz veränderte unsere Welt. Diepholz 1989 (= Veröffentlichungen des Stadtarchivs Diepholz, 4), 32 S.

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  • Tod eines PVC-Pioniers

    Dr. Fritz Klatte (1880-1934) Bedeutende Menschen der Kunststoffgeschichte: Am 11. Februar 1934 starb mit Dr. Fritz Klatte ein Pionier der Kunststoffchemie. Seine Patente aus den Jahren 1912 und 1913 bildeten die Grundlage für die ersten thermoplastischen Polymere, insbesondere Polyvinylchlorid (PVC). Ihren weltweiten Siegeszug zu erleben, blieb Klatte versagt – sein Tod mit nur 53 Jahren ließ andere die Früchte seiner Forschungen ernten und seinen Ruhm zeitweilig verblassen. Das Thema des Monats im Februar 2018 (zu lesen auf k-online.de ab 21.2.2018) beschäftigt sich unter der Rubrik „Bedeutende Menschen der Kunststoffgeschichte“ mit dem Leben und Wirken von Dr. Fritz Klatte.

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  • Gerüchen und Emissionen von Kunststoffen auf der Spur

    Am 20./21. März 2018 treffen sich Experten und Anwender in Kassel, um auf der "20th Conference Odour and Emissions of Plastic Materials" über Geruch und Emission bei Kunststoffen zu konferieren. Ausrichter ist das Institut für Werkstofftechnik / Kunststofftechnik der Universität Kassel. Der Austragungsort befindet sich im Campus Center der Universität Kassel in der Moritzstraße 18, 34109 Kassel. Interessenten können sich telefonisch (+49 561 804-3687) oder per E-Mail (susanne.wolff@uni-kassel.de) informieren bzw. registrieren. Das Konferenzprogramm sowie alle weiteren Informationen finden Sie unter www.ifw-kassel.de. Kern und roter Faden der zweitägigen, seit 1999 turnusmäßig jedes Jahr durchgeführten Konferenz "Odour and Emissions of Plastic Materials" bilden Vorträge von Anwendern, die sich in ihrer Praxis mit der Bestimmung von Gerüchen, Fehlgerüchen und Emissionen aus Kunststoffen und anderen Materialien beschäftigen. Flankiert werden die Wort- und Plakatpräsentationen von einer Ausstellung von Unternehmen, die sich auf die Untersuchung und Bestimmung von zum Beispiel Polymeren, Additiven und Materialemissionen spezialisiert haben, darunter u. a. namhafte Analysengerätehersteller. Die Konferenz richtet sich an Anwender und Hersteller sowie Kunden, die Kunststoffe in Innenräumen einsetzen, insbesondere die Autoindustrie und deren Zulieferer, Möbelhersteller, Wohnwagen- und Wohnmobilhersteller, die Recyclingindustrie sowie an alle Interessierte, die Kunststoffe herstellen, weiterverarbeiten oder untersuchen. Vortragssprachen sind Deutsch und Englisch, Simultanübersetzung ist vorgesehen. Alle wichtigen Informationen zur Veranstaltung und Anmeldung Programm 20th Conference Odour and Emissions of Plastic Materials Die zwei Konferenz-Tage umfassen insgesamt 16 Vorträge von erfahrenen Experten und Anwendern aus der Praxis. Eine detaillierte, zusammengefasste Übersicht der zweitägigen "20th Conference Odour and Emissions of Plastic Materials" in Kassel bietet das Programm der Veranstaltung: Programm 20th Conference Odour and Emissions of Plastic Materials Anmeldeformular herunterladen Weitere Informationen sowie alle Details zur Anmeldung und Registrierung erhalten Sie unter www.ifw-kassel.de. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an Frau Dipl.-Ing. Susanne Wolff, Telefon: +49 561 804-3687, E-Mail: Susanne.wolff@uni-kassel.de, Institut für Werkstofftechnik/Kunststofftechnik, Universität Kassel, Mönchebergstraße 3, 34109 Kassel. Susanne Wolff Guido Deußing

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  • Elastischer Miniroboter nach dem Vorbild der Natur

    Quelle: istoc / Menno van Dijk Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme haben einen magnetisch gesteuerten, vier Millimeter kleinen Roboter entwickelt, der durch unwegsames Terrain laufen, krabbeln und rollen, kleine Lasten tragen sowie auf und in Flüssigkeit schwimmen kann. Inspiration holen sich die Forscher aus der Natur: Käferlarven, Raupen und sogar Quallen standen Modell. Eines Tages, so hoffen die Wissenschaftler, könnte der Milliroboter minimalinvasiv gezielt Medikamente dorthin transportieren, wo sie gebraucht werden. Seine vielfältigen Fortbewegungsmöglichkeiten machen ihn so einzigartig, dass das Fachjournal Nature das Forschungsprojekt in seiner aktuellen Ausgabe veröffentlichen wird. Die Wissenschaftler ließen sich bei ihrer Forschung unter anderem von Raupen inspirieren... (Bild: istock / Ekkapon) Es ist die Beweglichkeit, die diesen Roboter auszeichnet. Mit Leichtigkeit bewegt er sich in seiner komplexen Umwelt – ob auf einer Oberfläche oder in einer Flüssigkeit – fort. Vier Millimeter ist er klein, flach wie ein rechteckiges Blatt Papier und aus weichem, elastischem Polymer geformt. Während bisherige Kleinstroboter nur eingeschränkt von der Stelle kommen, und vor allem auf unwegsamem Terrain an ihre Grenzen stoßen, kann dieser Roboter ganz leicht von einem Fortbewegungsmodus zum anderen wechseln. Zudem ist er in der Lage, kleine Lasten aufzuheben, zu transportieren und anderswo abzulegen. Er kann sich dabei so frei bewegen wie eine Raupe. „Wir schauen uns beim Bau von Robotern die Mechanik beim Bewegungsablauf zum Beispiel von Insekten an und lassen uns davon inspirieren. Das Ergebnis bei unserem Milliroboter ist eine Mischung aus mehreren weichen Lebewesen wie Käferlarven und Raupen, aber auch ein Spermatozoid und eine Qualle standen Modell“, sagt Metin Sitti, Direktor der Abteilung für Physische Intelligenz am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart. Die vielseitige Beweglichkeit dieses weichen Kleinstroboters ist so einzigartig, dass das angesehene Fachjournal Nature das Forschungsprojekt in seiner aktuellen Ausgabe veröffentlichen wird. Die Fähigkeit, sich auf verschiedene Weise fortbewegen zu können, macht ihn einzigartig ... und auch von Quallen. (Bild: istock / IvanaOK) Um den Roboter zu steuern, verwenden die Wissenschaftler ein externes Magnetfeld. In der Polymerschicht des Roboters wiederum sind magnetische Partikel eingebettet, ähnlich wie Rosinen in einen Kuchenteig. So können die Forscher die Form des Roboters von außen verändern und er sich fortbewegen: er kann auf Oberflächen laufen oder rollen, über Hindernisse springen, durch enge Röhren krabbeln und auf oder in einer Flüssigkeit schwimmen. Zudem kann er Objekte greifen, transportieren und zielgerichtet ablegen. „Uns schwebt vor, dass unser Milliroboter eines Tages Medikamente dorthin transportiert, wo sie gebraucht werden – ähnlich einer Paketlieferung an die Haustür“, hofft Metin Sitti. „Wir wollen ihn bei minimalinvasiven Eingriffen am Patienten einsetzen: entweder, indem der Patient den Roboter schluckt oder wir ihn durch eine kleine Öffnung in der Haut in den Körper einführen. Von dort kann sich der Roboter dann durch den Verdauungstrakt bewegen oder durch die Blase, oder bis zum Herz – uns schweben viele Möglichkeiten vor.“ Die Forschung an mobilen Kleinstrobotern, die in der Zukunft in der Medizin zum Einsatz kommen könnten, nimmt in der Abteilung für Physische Intelligenz eine zentrale Rolle ein. Viele der Forschungsprojekte Sittis und seines Teams befassen sich mit neuartigen und intelligenten Milli- oder gar Mikrorobotern für mögliche medizinische Anwendungen. Der weiche Milliroboter im Größenvergleich. Foto: Max-Planck-Institut für intelligente Systeme, Abteilung Physische Intelligenz Es sind noch große Herausforderungen zu bewältigen, bis solche Systeme in der Medizin geläufig sein könnten. Aktuell testeten die Forscher den Milliroboter nur in einer synthetischen Magenattrappe und in Hühnchenfleischgewebe. Sittis Team, bestehend aus Wenqi Hu, Guo Zhan Lum und Massimo Mastrangeli, gelang es, den Milliroboter durch diese Umgebung zu steuern. Mit Ultraschall überprüften sie, wo genau der Roboter sich seinen Weg bahnte. Die Hoffnung ist bei allen Forschern groß, dass ihr Roboter eines Tages zum Standard im Gesundheitswesen wird, dass nicht-kabelgebundene, mobile Roboter eine Revolution der Forschung im Bereich der minimalinvasiven Chirurgie einläuten werden. Mittels solcher Milliroboter hätte ein Chirurg nämlich direkten Zugang und die genaue Kontrolle in schwer zugänglichen Bereichen des Körpers. „Ohne chirurgischen Eingriff ist es in vielen Bereichen des Körpers aktuell nicht möglich, sich Zugang zu verschaffen. Unser Ziel ist es, mit unserem weichen Milliroboter diese Regionen nicht-invasiv erreichbar zu machen, um eine Diagnose erstellen und eine Therapie vornehmen zu können“, ist Sittis Zukunftsvision. Weitere Informationen Video: Weicher Milliroboter bahnt sich seinen Weg durch den Körper nach dem Vorbild der Natur Literatur Wenqi Hu, Guo Zhan Lum, Massimo Mastrangeli und Metin Sitti, Small-scale soft-bodied robot with multimodal locomotion, Nature, 24 January 2018, doi:10.1038/nature25443 Redaktion Guido Deußing

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  • Kunststofferzeuger und Kanu-Verband bekräftigen Partnerschaft

    1999: Bertrand Piccard und Brian Jones umrunden als Erste den Globus nonstop mit einem Ballon, Johannes Rau wird Bundespräsident, Günther Grass erhält den Nobelpreis für Literatur. Und die deutsche Kanu-Nationalmannschaft wird Teil des Team Kunststoff. 19 Jahre später, auf der boot Düsseldorf, wo die Verbindung zwischen Spitzensport und Kunststoffindustrie bereits 1996 begann, haben die Kunststofferzeuger und der Deutsche Kanu-Verband (DKV) nun ihre Partnerschaft bekräftigt und um ein weiteres Jahr verlängert. „Eine derartig lange und verlässliche Partnerschaft wie zwischen Kanu und Kunststoff ist schon sehr außergewöhnlich", erklärte DKV-Präsident Thomas Konietzko anlässlich der Vertrags-unterzeichnung. „Wir sind froh und auch ein bisschen stolz, dass wir zu einem solchen Vertrauensverhältnis gefunden haben", so Konietzko weiter. Auch Michael Herrmann, Geschäftsführer von PlasticsEurope Deutschland e.V., ist voll des Lobes: „Kanu und Kunststoff, das passt einfach". Sympathische Sportlerinnen und Sportler, spannende Wettkämpfe, emotionale Siege – all das zeichnet den Kanusport aus. Mit den Unterschriften von Konietzko und Herrmann bleiben Parakanu, Kanurennsport und Kanuslalom weiter zentraler Teil des Team Kunststoff, der wohl erfolgreichsten deutschen Sponsoringinitiative, die im Laufe ihres Bestehens zahlreiche Olympische und Paralympische Medaillen sowie Welt- und Europameistertitel feiern konnte. Gezieltes Engagement für den Erfolg Bereits seit 22 Jahren engagiert sich PlasticsEurope Deutschland im Leistungssport und fördert Sportarten, die nicht automatisch im Rampenlicht der Öffentlichkeit stehen. Zur Sponsoringinitiative Team Kunststoff gehören aktuell die Nationalmannschaften im Kanu-rennsport, im Kanuslalom und im Parakanu sowie Nachwuchssegler. PlasticsEurope PlasticsEurope Deutschland e. V., der Verband der Kunststofferzeuger in Deutschland, ist Teil der paneuropäischen Organisation PlasticsEurope. Frankfurt am Main ist Sitz der Region Central Europe. Sie ist eine der fünf Regionen von PlasticsEurope, und zu ihr gehören Deutschland, Österreich, Polen, die Schweiz, die Slowakische Republik, Slowenien, die Tschechische Republik und Ungarn. PlasticsEurope ist einer der führenden europäischen Wirtschaftsverbände. Der Verband unterhält Zentren in Brüssel, Frankfurt, London, Madrid, Mailand und Paris und kooperiert eng mit anderen europäischen und nationalen Kunststoffverbänden. Unsere mehr als 100 Mitgliedsunternehmen produzieren mehr als 90 Prozent der Kunststoffe in den 28 EU-Mitgliedsstaaten und Norwegen, der Schweiz und der Türkei. Die europäische Kunststoff-Industrie leistet einen wesentlichen Beitrag zum Wohlstand in Europa, indem sie Innovationen Realität werden lässt, die Lebensqualität verbessert und Ressourceneffizienz und Klimaschutz ermöglicht. Mehr als 1,5 Millionen Menschen arbeiten in etwa 60.000 Unternehmen der Kunststoff- Industrie (bei der Verarbeitung meist kleine bis mittelständische Betriebe) und erwirtschaften einen Umsatz von über 340 Milliarden Euro im Jahr. Die Kunststoff- Industrie, das sind die Kunststofferzeuger - europäisch vertreten von PlasticsEurope, die Verarbeiter – europäisch vertreten von der EuPC und die Kunststoff- Maschinenbauer – europäisch vertreten von EUROMAP. Mehr Informationen dazu finden Sie unter diesen Links: www.plasticseurope.org www.plasticsconverters.eu www.euromap.org übernimmt im Namen der Kunststofferzeuger in Deutschland gesellschaftliche Verantwortung und hilft, den geförderten Sportlern im internationalen Wettbewerb eine faire Chance zu eröffnen. 52 Olympische und Paralympische Medaillen hat das Team Kunststoff bisher gesammelt. Bei den jüngsten Olympischen Sommerspielen in Rio de Janeiro 2016 gab es 4x Gold, 2x Silber, 1x Bronze für die Sportlerinnen und Sportler der Sponsoringinitiative. Weitere Informationen zum Sportsponsoring von PlasticsEurope Deutschland e.V. gibt es unter www.team-kunststoff.de oder www.plasticseurope.org.

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  • Kunststofferzeuger, Messe und Sportverbände sensibilisieren für Kampf gegen Meeresmüll

    Wenn sich im Januar Wassersportfreunde aus aller Welt auf ihrer internationalen Leitmesse boot 2018 in Düsseldorf über Tauchausrüstungen, Kanuzubehör und Segelboote informieren, steht ein wichtiges Thema mit auf der Agenda: Der Schutz der Umwelt und insbesondere der Gewässer! Um Besucher der Wassersportmesse für den Gewässerschutz zu sensibilisieren, hat sich erneut ein breites Bündnis aus Messe Düsseldorf, Deutschem Kanu-Verband, Deutschem Ruderverband, Deutschem Segler-Verband, dem Verband Deutscher Sporttaucher, Team Kunststoff sowie PlasticsEurope Deutschland e.V. auf der boot zusammengefunden. Unter dem Motto „Gemeinsam für mehr Gewässerschutz" informieren die Organisationen und Verbände vom 20. bis 28. Januar an ihrem Stand in Halle 13 darüber, warum Müll im Meer eine so große Bedrohung für die Umwelt ist und wie sich Einträge von Abfällen in die Gewässer künftig vermeiden lassen. Präsentiert werden Beispiele der Partner zum Gewässerschutz verbunden mit der Botschaft, dass es auf jeden Einzelnen ankommt, achtsam mit unseren Bächen, Flüssen, Seen und Meeren umzugehen. „Ziel der Kooperation ist es, das Umweltbewusstsein bei Wassersportlerinnen und -sportlern zu schärfen und sie als Multiplikatoren für den Gewässerschutz zu gewinnen", sagt Michael Herrmann, Geschäftsführer bei PlasticsEurope Deutschland. Denn am besten, davon sind Herrmann und die Gewässerschutzpartner überzeugt, wäre es, wenn überhaupt kein Abfall, gleich aus welchem Material, in die Umwelt gelangen würde. Ein besonderer Fokus des Bündnisses liegt dabei auf Plastikabfällen, schließlich ist vieles, was Wassersportler jeden Tag selbstverständlich nutzen, aus Kunststoff: Bootskörper und Bekleidung ebenso wie Taue, Seile, Paddel, Spritzdecken und Segel – und auch manche funktionale Verpackung für unterwegs. Gelingt es, Kunststoffabfälle noch besser ordnungsgemäß zu entsorgen und zu verwerten, landet auch weniger Müll in der Umwelt. Weitere Informationen zur boot 2018 gibt es unter www.boot.de. Informationen über das Engagement der Kunststofferzeuger im Bündnis „Gemeinsam für mehr Gewässerschutz" liefert die Webseite www.plasticseurope.de. Kunststofferzeuger gegen Müll im Meer Studien zufolge gelangen weltweit etwa 80 Prozent der Meeresabfälle vom Land ins Wasser. Einer der Gründe dafür: eine fehlende Infrastruktur für die Abfallerfassung und Verwertung. Weltweit haben Milliarden Menschen keinen Zugang zu kontrollierter Müllentsorgung. Daher sind weltumspannende Anstrengungen für ein besseres Abfall-management nötig, an denen sich die Kunststofferzeuger beteiligen. So haben Kunststoff-verbände weltweit im März 2011 mit einer globalen Deklaration Lösungen gegen Meeres-müll ins Rollen gebracht. 70 Organisationen aus 35 Ländern haben die Deklaration bereits unterzeichnet und fördern rund 260 Projekte, darunter effektives Abfallmanagement zur effizienten Verwertung sowie die Aufklärung der Menschen vor Ort. Seit 2013 engagieren sich zudem weltweit führende kunststofferzeugende Unternehmen und ihre Organi-sationen im „World Plastics Council" für Maßnahmen zur Stärkung der Kreislaufwirtschaft und zur Bekämpfung von Meeresmüll. Auch bei den jüngsten Beratungen der G7- und G20-Staatengemeinschaften zu Müll im Meer war der Verband der Kunststofferzeuger beteiligt und brachte erste Erfahrungen und Ergebnisse aus den Projekten ein.

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  • Was Weihnachtsbäume aus Kunststoff unwiderstehlich macht

    Thema des Monats Nichts für Nostalgiker, trotzdem eine Anschaffung fürs Leben Quelle: istock / Andry5 Ein Weihnachtsbaum, der weder sticht noch nadelt? Der so pflegeleicht ist, dass er nicht mal Wasser braucht und trotzdem im Januar kein bisschen kahl ist? Keine Wunschfantasie, sondern Realität – und trotzdem ist das Bäumchen nicht echt. Es kommt nämlich aus keinem Wald, sondern aus der Retorte. In den USA besteht bereits jeder dritte Christmas Tree aus Kunststoff, weil er seinem natürlichen Vorbild vieles voraushat. Bei uns ist er noch nicht wirklich trendy, doch immerhin liegt sein Marktanteil bei rund zehn Prozent. Allerdings fristen die künstlichen Weihnachtsbäume meist ein Dasein in zweiter Reihe, haben ihren Glanzauftritt also nicht im Wohnzimmer, sondern illuminieren Balkon oder Terrasse. Nach Angaben der Arbeitsgemeinschaft Deutscher Waldbesitzerverbände lassen jedes Jahr rund 28 Millionen Bäume für die deutsche Weihnacht ihr Leben. Schluss mit dem Tannenmord macht das Ausweichen auf künstliche Exemplare. Sie sind von vornherein tot und gleichwohl „langlebiger“, d. h. länger haltbar und wiederverwendbar. Ein Argument für Nachhaltigkeitsapostel, denn so entfällt der alljährliche CO2-trächtige Transport vom Forst über den Händler zum Kunden. Allerdings: Vier von fünf Plastikbäumen sind Importe aus China; damit die CO2-Rechnung aufgeht, müssten sie mindestens zehn Weihnachten lang ihren Dienst tun, hat die Zeitschrift „Geo“ errechnet. Die Ökobilanz wird durch das Entsorgungsproblem weiter geschmälert: Wurden künstliche Bäume früher aus natürlichen Materialien wie Federn oder Borsten gefertigt, bestehen sie heute aus Metall, Fiberglas oder Plastik. Das Gros, an die 80 Prozent, wird aus Polyvinylchlorid (PVC) hergestellt, einem Stoff, der bekanntlich kaum verrottet. Und haben die künstlichen Weihnachtsbäume ausgedient, werden sie nicht recycelt, sondern landen in der Müllverbrennungsanlage – übrig bleibt von ihnen statt Humus u. a. Chlorwasserstoffgas (reagiert mit Wasser bzw. der Luftfeuchtigkeit zu Salzsäure), hochgiftiges Dioxin und Krebs erregendes Benz(a)pyren. Apropos Verbrennen: Plastikbäume sind schwerer entflammbar als echte Nadelhölzer. Ein Vorteil, wenn zu Weihnachten echte Kerzen den Baum zieren: Verschmoren sie einen Zweig, wird nicht von jetzt auf gleich der ganze Baum zur Fackel. Plastikbäume bieten außerdem was fürs Auge: Sie sind kerzengerade „gewachsen“, manche tragen sogar Tannenzapfen und sehen täuschend echt aus, fühlen sich lediglich „plastik“ an. Nicht jedermanns Sache ist, dass man den würzigen Tannenduft entbehren muss. Dafür harzt der künstliche Weihnachtsbaum nicht und kann Allergikern nichts anhaben. Obendrein ist er gegen Schädlingsbefall gefeit, während das Original von der Sitkalaus heimgesucht wird, insbesondere Blaufichten und verschiedene Tannenarten. Auch sonst erspart der Plastikbaum tierische Überraschungen, weil niemand in seinem Geäst überwintert. Kein Witz: Kirsten Coulson aus Wootton Bassett westlich von London erlebte zum Weihnachtsfest des Jahres 2000 eine schöne Bescherung, als sie beim Griff in den (echten!) Tannenbaum von zwei jungen Kreuzottern gebissen wurde, die hier Winterschlaf hielten. „In Zukunft kommt mir nur noch ein Plastikweihnachtsbaum ins Haus“, schwor sich die 30-jährige Britin. Die Anschaffung geht erst mal ins Geld, amortisiert sich jedoch mit den Jahren. Eine zwei Meter hohe Kunststofftanne kostet gut und gern um die 200 Euro, Metallständer inklusive. Kleinere Exemplare sind bereits ab 59 Euro aufwärts erhältlich (Preisangaben ohne Gewähr). Auspacken, aufklappen und das Ganze noch ein wenig zurechtzupfen – schon ist der Weihnachtsbaum aufgebaut! Wer auch das Baumschmücken lästig findet, erwirbt gleich einen fertig dekorierten Kunstbaum, komplett mit Lichterkette, Kugeln und Schleifen. Es gibt sogar Exemplare mit Kunstschnee auf den Zweigen. Der schmilzt auch dann nicht weg, wenn man den Heiligabend mit Klapptanne an der Costa del Sol oder an der Copacabana verbringt. Weihnachten bei 30 Grad im Schatten ist allerdings gewöhnungsbedürftig und lässt ganz neue Weihnachtslieder aufkommen: „I’m dreaming of a cold Christmas“ oder „Leise fließet der Schweiß“ ... ( Guido Deußing ) Lust, but not least ... Vielen Dank für Ihre Verbundenheit und das große Vertrauen, das Sie uns entgegenbringen. Unser Wirken zielt darauf ab, Ihnen auch künftig interessante Brancheninformationen und unterhaltsame Berichte zu liefern. Ihnen und Ihren Lieben wünschen wir von Herzen, geruhsame und friedvolle Feiertage, einen gelungenen Jahreswechsel und ein von Glück, Gesundheit und Zufriedenheit erfülltes neues Jahr. Das Team von K-online

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  • Transparente Polymerbeschichtung für Alltagsanwendungen

    „Fluoropor“ als Beschichtung auf einer Kupfer-Dünnschicht. Foto: Bastian E. Rapp, KIT Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8) In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen Wissenschaftler mit superhydrophoben – das heißt stark wasserabweisenden – Oberflächen nach. Am KIT arbeitet das Team um Dr. Bastian E. Rapp am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) an einer neuen Klasse solcher Werkstoffe namens „Fluoropor“. Sie verbinden dabei die Eigenschaften von Fluorpolymeren, das heißt Kunststoffen mit Fluoratomen, mit der von Lotuspflanzen bekannten Rauigkeit. So erreichen sie Oberflächen, von denen sowohl Öle als auch Wasser abperlen. Die neuen Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe chemische und thermische Stabilität aus. Nun ist es den Forschern des NeptunLab, so der Name von Rapps Nachwuchsgruppe am KIT, gemeinsam mit Wissenschaftlern des Instituts für Angewandte Materialien – Computational Materials Science (IAM-CMS) erstmals gelungen, einen fluorierten Polymerschaum zu entwickeln, der überdies transparent und unempfindlich gegenüber Abrieb (Abrasion) ist. Dieses „Fluoropor“ stellen sie im Journal Nature Scientific Reports vor. Superhydrophobe Eigenschaften entstehen durch Strukturierung auf der Nano- bis Mikroskala. Durch diese extrem feinen Strukturen (ein Nanometer ist ein milliardstel Meter) sind die Oberflächen grundsätzlich äußerst empfindlich gegenüber Abrieb und damit nicht robust genug für alltägliche Anwendungen. Bei „Fluoropor“ hingegen ist die Nano-/Mikrostruktur nicht auf die Oberfläche beschränkt, sondern erstreckt sich durch das gesamte Volumen des Materials. Dadurch erreicht der Werkstoff eine hohe Abriebfestigkeit und Alltagstauglichkeit auf lange Sicht. Der Schaum weist winzige Poren mit einem Durchmesser unterhalb der Wellenlänge sichtbaren Lichts auf, sodass er optisch transparent wirkt. Daher eignet sich „Fluoropor“ ideal als Beschichtung für Glas. Der Werkstoff lässt sich jedoch auch auf andere Materialien wie Metall, Polymere oder Textilien aufbringen. „Fluoropor“ lässt sich wirtschaftlich in einem Schritt durch sogenannte photoinduzierte radikalische Polymerisation herstellen und in verschiedenen Dicken fertigen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert die Arbeit an „Fluoropor“ im Rahmen des Programms „NanoMatFutur Literatur Dorothea Helmer, Nico Keller, Frederik Kotz, Friederike Stolz, Christian Greiner, Tobias M. Nargang, Kai Sachsenheimer & Bastian E. Rapp: Transparent, abrasion-insensitive superhydrophobic coatings for real-world applications. Nature Scientific Reports 7, Article number: 15078 (2017). DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8

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  • Zugeschaut und nachgebaut

    Schleimige Jagdwaffe: Stummelfüßer, die wie Würmer mit kurzen Beinchen aussehen, fangen ihre Beutetiere mit einem Sekret, aus dem sich Polymerfasern bilden, wenn sich die Opfer bewegen. Abbildungen (2): Alexander Bär / Nature Communications 2017 Die Natur ist immer wieder ein guter Lehrmeister – auch für Materialwissenschaftler. An Stummelfüßern haben Wissenschaftler, unter anderem des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung, nun einen bemerkenswerten Mechanismus beobachtet, durch den sich Polymermaterialien bilden. Um Beute zu fangen, schießen die wurmartigen Kleintiere mit einem klebrigen Sekret, das sich unter Krafteinwirkung zu festen Fäden versteift. Das Besondere: Die Fäden lassen sich wieder auflösen und danach erneut bilden. Dass sich aus dem zuvor flüssigen Sekret reversibel Polymerfasern ziehen lassen, ist für die Forscher ein sehr interessantes Konzept. Gut möglich, dass sie eines Tages in der Lage sein werden, neuartige recycelbare Materialien nach dem Prinzip der Stummelfüßer nachhaltig zu synthetisieren. Manche Tiere produzieren erstaunliche Materialien. Spinnenseide etwa übertrifft in Sachen Festigkeit sogar Stahl. Muscheln sondern Byssusfäden ab, mit denen sie sich unter Wasser fest an Steine heften können. Ähnlich beeindruckend ist das, was sogenannte Stummelfüßer von sich geben. Die kleinen Tiere, die wie eine Mischung aus Regenwurm und Raupe aussehen, verspritzen eine klebrige Flüssigkeit, um Feinde abzuwehren oder Beute zu fangen. Besonders tückisch für Opfer wie Asseln, Grillen oder Spinnen: Sobald diese versuchen, sich aus den Schleimfäden herauszuwinden, verfestigen sich die Fäden durch die Bewegung, so dass es erst recht kein Entkommen mehr gibt. „Die bei der Bewegung auf den Schleim wirkenden Scherkräfte sorgen dafür, dass dieser zu steifen Fäden aushärtet“, erklärt Alexander Bär, Promotionsstudent beim Stummelfüßer-Experten Georg Mayer an der Universität Kassel, das Phänomen. Um den Schleim einer australischen Stummelfüßer-Art genauer zu untersuchen, arbeitete der Biologe eng mit Forschern des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam zusammen. Der Chemiker Stephan Schmidt etwa, mittlerweile Juniorprofessor an der Heinrich-Heine Universität in Düsseldorf, half bei der Aufklärung der Schleim-Nanostruktur. Weitere Fragen zur chemischen Zusammensetzung und zu molekularen Prozessen bearbeitete eine vom Biochemiker Matt Harrington geleitete Forschungsgruppe im Bereich Biomaterialien des Potsdamer Instituts. Die interdisziplinäre Wissenschaftlergruppe interessierte sich dabei vor allem dafür, wie sich Zusammensetzung und Struktur des Sekrets während der Fadenbildung verändern. Schleimiger Mix aus Proteinen und Fettsäuren Der Schleim von Stummelfüßern enthält Nanokugeln aus Fetten und Proteinen. Scherkräfte lassen die Proteine Fasern bilden, die von einer fettreichen Schicht eingehüllt werden. In Wasser sie sich wieder zu den ursprünglichen Nanopartikeln auf, aus denen sich das Polymer erneut formen kann. „Wir wussten schon vorher, dass der Schleim vor allem aus großen Proteinmolekülen und Fettsäuren besteht“, sagt Alexander Bär. Am Potsdamer Max-Planck-Institut fanden die Forscher nun heraus, dass Eiweiße und Fette gemeinsam winzige Kügelchen formen. „Die Stummelfüßer produzieren die Protein- und Fettmoleküle sowie weitere Komponenten separat.“, so Bär weiter. „Außerhalb der Drüsenzellen formen sich die Nanoglobuli dann eigenständig und sorgen für die fadenbildenden und klebrigen Eigenschaften.“ Die Kügelchen werden mit bemerkenswerter Präzision gebildet, denn sie sind einheitlich und im Durchmesser immer rund 75 Nanometer groß. Ihre flüssige Waffe speichern die Stummelfüßer, bis sie zum Einsatz kommt. Durch Muskelkontraktion schießen sie den Schleim dann durch zwei Drüsen an beiden Seiten des Kopfes auf Beute oder Feind. „Zunächst ändert sich dabei die klebrige Konsistenz nicht“, sagt Bär. „Aber wenn sich das Beutetier bewegt und dadurch Scherkräfte auf den Schleim wirken, werden die Nanoglobuli zerrissen.“ Schwingungsspektroskopische Untersuchungen in Potsdam zeigten, dass Proteine und Fettsäuren dabei voneinander getrennt werden. „Während Proteine sich im Inneren des Schleimfadens zu langen Fasern formieren, werden die Fett- und Wassermoleküle nach außen verdrängt und bilden dort eine Art Ummantelung“, so Bär. Die Forscher stellten auch fest, dass der Proteinstrang im Inneren eine Steifigkeit aufweist, die der von Nylon ähnelt. Das erklärt die besonderen Eigenschaften der Fäden. Ausgehärtete Fäden lösen sich in Wasser wieder auf Durch weitere Versuche fanden die Wissenschaftler heraus, dass sich die ausgehärteten Schleimfäden nach dem Trocknen binnen einiger Stunden wieder in Wasser auflösen lassen. „Erstaunlich für uns war, dass sich Proteine und Lipide dabei offenbar wieder mischen und es zur Bildung der gleichen Nanoglobuli kommt, die wir schon im Ursprungsschleim gefunden haben“, sagt Matt Harrington. Die neu gebildeten Eiweiß-Fett-Kügelchen wiesen sogar ähnliche Größen wie im natürlichen Sekret auf. „Offenbar gibt es also einen definierten Mechanismus der Selbstorganisation, den wir allerdings noch nicht vollends verstehen“, so Harrington. Für die Forscher auch interessant: Aus dem zurückgewonnenen Schleim ließen sich erneut klebrige Fäden ziehen. Unter dem Einfluss von Scherkräften verhielten sich diese wie das frisch ausgestoßene Stummelfüßer-Sekret: Sie erhärteten. „Das ist ein schönes Beispiel für einen vollständig reversiblen und beliebig wiederholbaren Regenerationsprozess“, sagt Matt Harrington. Der besondere Charme: Das Ganze erfolgt mit Biomolekülen und bei normaler Umgebungstemperatur. Für die Hersteller künstlicher Polymere also vielleicht ein Modell, von dem sie sich viel für eine nachhaltige Produktion von künstlichen Materialien abschauen können. Das sieht auch Harrington so. Der Biochemiker kann sich gut vorstellen, dass man eines Tages versuchen wird, in ähnlicher Weise auf Basis nachwachsender Rohstoffe Makromoleküle für industrielle Anwendungen zu synthetisieren. Bei Spinnenseide sei es immerhin schon gelungen, entsprechende Proteine industriell zu produzieren und die daraus erzeugten Fasern an die Bekleidungsbranche zu liefern. Wie werden Proteine und Fettmoleküle getrennt? Ein Polymer, das sich – wie der ausgehärtete Faden des Stummelfüßers – in Wasser wieder auflöst, wäre zwar vermutlich wenig praktikabel. Doch entscheidend für weitere Inspirationen bei der Materialentwicklung sei das Prinzip, so Matt Harrington. „Im Moment geht es zunächst noch darum, die Mechanismen besser zu verstehen“, betont der Spezialist für Biomaterialien, der inzwischen eine Professur an der McGill University in Montreal angetreten hat. So interessieren sich die Wissenschaftler etwa dafür, warum mechanische Scherkräfte überhaupt die Trennung der Proteine von den Fettmolekülen bewirken. Oder auch dafür, welche Faktoren die reversible Bildung der immer gleich großen Nanokügelchen steuern. Auch die Frage, wie sich die Proteineinheiten zu starren Fasern anlagern, ohne miteinander feste chemische Bindungen einzugehen, sei noch offen, so Max-Planck-Forscher Harrington. (Redaktion: Guido Deußing)

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  • Kleine Geschichte der Kunststoffe neu aufgelegt

    Bisher sind in deutscher Sprache nur sehr wenig zusammenfassende Darstellungen der Kunststoffgeschichte verfügbar. Diese Lücke soll das Buch "Kleine Geschichte der Kunststoffe" schließen. Es richtet sich an Leser, die sich vor allem dafür interessieren, wie die Werkstoffklasse der Kunststoffe entstanden ist und wie sie ihre gegenwärtige Bedeutung erlangt hat. Dazu beschreibt der Autor die historische Entwicklung vom Altertum bis zur Gegenwart. Nach einer kurzen Einführung in die Grundbegriffe und das Entstehen der Kunststoffe werden die Epochen der Kunststoffgeschichte dargestellt. Unter Berücksichtigung der Sozial- und Technikgeschichte werden wichtige Produkte erläutert, die dabei entstanden sind und technisch genutzt werden. Zur Veranschaulichung der Kunststoffgeschichte über die Jahre hinweg enthält das Buch zahlreiche Bilder von historischen Sammlungsobjekten. Die zweite Auflage wurde durchgehend verbessert und beinhaltet einige Ergänzungen. Über den Autor Prof. Dr. Dietrich Braun war bis zum Jahr 2000 Leiter des Deutschen Kunststoff-Instituts (DKI) in Darmstadt. Er ist Autor zahlreicher Fach- und Lehrbücher. Seit vielen Jahren leitet er Seminare zum Thema Kunststofftechnik für Kaufleute und Einsteiger. Er ist Präsident des Kunststoff-Museums-Vereins e.V. Düsseldorf. Weitere Informationen Kleine Geschichte der Kunststoffe Dietrich Braun 2. Auflage 320 Seiten 30,00 Euro (inkl. E-Book) ISBN 978-3-446-44832-2

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  • Ein Kraftwerk aus Gummi

    Quelle: MariaBrobrova/istockphoto; Montage: GDeussing Forschende der Empa haben ein elastisches Material entwickelt, das bei Verformung Strom erzeugt. In Zukunft könnte es etwa als Sensor zum Einsatz kommen, in Kleidung eingebunden oder gar in den menschlichen Körper implantiert werden, zum Beispiel um Herzschrittmacher mit Strom zu versorgen. Elastisch, organisch, dünn – alles Eigenschaften, die man weder einem Kraftwerk noch den meisten Sensoren zuschreiben würde. Doch das neue Material, das Forschende der Empa entwickelt haben, ist genau das: ein dünner, organischer, elastischer Film, der Strom produziert, wenn er auseinandergezogen oder zusammengepresst wird. Dieser Gummi-Filmkönnte in Schaltknöpfe, Kleidung, Roboter oder sogar Menschen eingebaut werden und Aktivitäten überwachen, Berührungen aufzeichnen oder bei Verformung Strom generieren, etwa um implantierte Geräte wie Herzschrittmacher zu betreiben. Aus Bewegung wird Strom Piezoelektrischer Gummi aus den Empa-Labors. Bild: Empa Die Fähigkeit, mechanische Bewegungen in elektrische Ladungen umzuwandeln, verdankt der Gummi dem sogenannten piezoelektrischen Effekt, der auftritt, sobald das Material mechanisch verformt wird. Hierdurch erfolt eine innere Polarisation des Gummis. Dieser Effekt wird zum Beispiel bei Tonabnehmern von Analog-Plattenspielern genutzt. Die Nadel wird durch die Rillen in der Platte so gelenkt, dass sie mechanische Schwingungen erzeugt. In einem piezoelektrischen Kristall werden diese Schwingungen zu elektrischen Impulsen umgewandelt, die wiederum verstärkt und in Schallschwingungen umgewandelt werden können. Lange Zeit war der piezoelektrische Effekt nur von Kristallen bekannt. Da diese starr sind, konnte der Effekt nur in bestimmten Anwendungen genutzt werden. Doch Empa-Forscherin Dorina Opris und ihren Kollegen gelang es nun, Elastomere mit piezoelektrischen Eigenschaften zu versehen. Einfach in der Herstellung ist das neue Material indes nicht. Der Gummi ist ein Verbundstoff aus polaren Nanopartikeln und einem Elastomer, im Prototyp Silikon. Yee Song Ko, Doktorand an der Empa, muss zuerst beide Stoffe in die gewünschte Form bringen und sie anschliessend miteinander vernetzen. Es entsteht ein dünner, elastischer Film, in dem die polaren Reste der Nanopartikel noch zufällig orientiert sind. Um ein piezoelektrisches Material zu erhalten, muss Yee Song Ko die dem Gummi eine innere Polarisierung aufprägen, was durch ein starkes elektrisches Feld geschieht. Zu diesem Zweck wird der Film erhitzt, bis die Glasübergangstemperatur der Nanopartikel überschritten wird, und diese von einem festen, glasartigen Zustand in einen gummiartigen, zähflüssigen Zustand übergehen. Unter diesen Bedingungen orientierten sich die polaren Reste an dem elektrischen Feld. Die erreichte Orientierung wird schliesslich durch Abkühlen des Materials auf Raumtemperatur "eingefroren". Den Körper zum Kraftwerk machen Die Anwendungsmöglichkeiten für die neuartige Gummifolie sind vielfältig. Etwa als Drucksensor: Wird das Material zusammengedrückt, entsteht ein elektrischer Impuls, der von Geräten empfangen und interpretiert werden kann. So könnten nicht nur Schaltknöpfe konzipiert werden, sondern auch eine sensible Haut für Roboter, die (Druck-)Berührungen fühlt. Ausserdem könnte die Folie in Kleidung nützlich sein, um entweder die Aktivitäten des Trägers zu überwachen oder aus dessen Bewegung Strom zu generieren. "Wahrscheinlich könnte man dieses Material sogar nutzen, um Energie aus dem menschlichen Körper zu gewinnen. Man könnte es zum Beispiel in der Nähe des Herzens implantieren, um aus den Herzschlägen Strom zu erzeugen", meint Dorina Opris. Damit könnten Herzschrittmacher oder andere implantierte Geräte angetrieben werden, operative Eingriffe für einen Batteriewechsel wären dann nicht mehr nötig. Dies ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie mit molekularem Design und guter Synthesechemie neuartige Materialien mit vorherbestimmbaren Eigenschaften erzeugt werden können. Céline Elber/Guido Deußing

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