Bayer hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich kleinste Kohlenstoffröhrchen - so genannte Nanotubes - auch in größeren Mengen günstig produzieren lassen. <% image name="Nanotubes" %><p>
<small> Nanotubes widerstehen mechanischen Spannungen bis zu 60-mal besser als Stahl, bringen aber nur ein Sechstel von dessen Gewicht auf die Waage. </small>
Ihrem breiten Einsatz standen bisher die hohen Synthesekosten von rund 1.000 €/kg entgegen. Ein weiteres Problem waren häufig Verunreinigungen. Unter dem Handelsnamen <a href=http://www.baytubes.de>Baytubes</a> wird die Bayer MaterialScience AG die nanoskaligen Materialien weltweit vermarkten. Das neue Herstellungs-Verfahren wurde mit der Bayer Technology Services GmbH entwickelt, die im Bayer-Konzern das Know-how über Prozesstechnologie bündelt.
Bereits ein Zusatz kleiner Mengen Baytubes kann einem Kunststoff-Kotflügel eine so hohe Leitfähigkeit verleihen, dass er ohne weitere Vorbehandlung mit umweltverträglichen wässrigen oder Pulverlacken beschichtet werden kann. Auf ähnliche Weise lassen sich Folien für antistatische Verpackungen herstellen, etwa für hochwertige Elektronikbauteile. Eine andere Möglichkeit ist die elektromagnetische Abschirmung (EMI shielding) von Computer- und Handygehäusen.
Baytubes sind aus 15 Graphitschichten aufgebaut. Chemisch gesehen bestehen sie aus dem gleichen Material wie eine Bleistiftmine. Die Nanoröhrchen haben einen mittleren Durchmesser von maximal 50 Nanometer und sind damit einige 10.000 Mal dünner als ein menschliches Haar. Würde man ein solches Nanoröhrchen auf die Größe eines Strohhalms vergrößern, hätte es eine Länge von bis zu 250 Metern. Abhängig von der Wahl des Katalysators können für jede Anwendung maßgeschneiderte Nanotubes erzeugt werden, die sich in Durchmesser, Länge und Wandstärke unterscheiden.
Das schwarze Pulver wurde vor 15 Jahren entdeckt und hat sich als ein sehr leistungsfähiges Material entpuppt. Es widersteht mechanischen Spannungen bis zu 60 Mal besser als Stahl, bringt aber nur ein Sechstel von dessen Gewicht auf die Waage. Es leitet Wärme besser als Diamant, ist aber unempfindlich gegen Hitze und reagiert je nach molekularer Struktur wie ein elektrischer Leiter oder Halbleiter.
Die Erklärung dafür liegt in der Molekularstruktur der Nanoröhrchen: Die Kohlenstoffatome in der Röhrenwand bilden ein regelmäßiges Sechseck-Gitter, vergleichbar den Waben eines Bienenstocks. Diese Anordnung verleiht den Röhrchen eine sehr hohe mechanische Stabilität. Wenn die Sechseck-Kanten parallel zur Zylinderachse ausgerichtet sind – wie bei einwandigen Nanotubes –, leitet das Material den elektrischen Strom viel besser als Kupfer. Bei senkrechter Anordnung verhält es sich wie ein Halbleiter. Deshalb sind CNTs ideal geeignet für Elektroden und hoch getaktete Transistoren.
<b>Oberflächen, Additive, Elektronik. </b> Die Nanotechnologie hat bei Bayer aber auch noch in weiteren Bereichen Einzug gehalten. So werden etwa im Bereich der nanostrukturierten Beschichtungen hochfunktionelle Carbosilanvernetzer entwickelt. Mit der Sol-Gel-Technologie sind daraus hochvernetzte anorganisch-organische Beschichtungen herstellbar, die besonders kratzfest, witterungsstabil und beständig gegen viele Lösemittel und Säuren sind. Eingesetzt werden können sie in Autoklarlacken, als Hard Coat für Kunststoffbauteile und zur Herstellung von biozidfreien Beschichtungen. Wegen der starken anti-adhäsiven Eigenschaften eignen sie sich auch als Zusatz von Easy-to-clean- und Antigraffiti-Anstrichen.
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<small> Speziell oxidische Nanomaterialien in der neuen Bayblend-Generation fördern die Bildung von Kohlenstoff-Ablagerungen auf der Kunststoff-Oberfläche und erschweren so im Brandfall ein Ausbreiten der Flammen. </small>
Ein neues Produkt aus dem Gebiet der nanostrukturierten Materialien sind die nanoskaligen Silicagel-Dispersionen Dispercoll S. Sie verleihen einkomponentigen Polychloropren-Klebstoffsystemen, die etwa bei der Schaumstoff- oder Innenschuhverklebung Verwendung finden, eine hohe Anfangsfestigkeit, Nassfestigkeit und Wärmestandfestigkeit. In einigen Kunststoffen bieten eingearbeitete Nanomaterialien Schutz vor der chemischen Zersetzung und fördern zusätzlich den Brandschutz.
Die Bayer-Tochter H.C. Starck hat zudem die nanoskalige Kieselsole Levasil entwickelt, mit der Computerchips und andere elektronische Bauteile im Chemical-Mechanical Planarization-Prozess (CMP) poliert werden können. Durch die enge Teilchengrößenverteilung und hohe Oberflächenfunktionalität der Kieselsole ist ein höchst genauer Feinschliff der Leiterschichten auf den Silizium-Wafern möglich.
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<small> Fluoreszierende Pulver (Nanophosphore) sollen die Diagnostik sicherer machen. </small>
Vielversprechend sind auch Nanophosphore, die in der Diagnostik und Molekularbiologie als Fluoreszenzmarker eingesetzt werden können, indem sie an DNA-Stränge oder Antikörper gekoppelt werden. Bestrahlt man die mit Metallen der seltenen Erden dotierten Teilchen mit Licht bestimmter Wellenlänge, können Viren oder Bakterien identifiziert oder ausgewählte Zellbestandteile sichtbar gemacht werden.Bayer vermarktet Nanotubes
