Schaufeln von Turbinen in Wasserkraftwerken sind künftig möglicherweise aus Cellulose. Forschern der Singapore University of Technology and Design ist es jetzt gelungen, per 3D-Druck große Bauteile aus den Fasern herzustellen, aus denen Holz und Papier besteht. Die hohe Festigkeit verleiht den Fasern Chitosan, ein natürlicher Kleber, der unter anderem in den Zellwänden von Pilzen vorkommt und ihnen Festigkeit verleiht. Die Forscher aus Singapur orientierten sich ohnehin an Pilzen, deren Struktur sie in ihren 3D-gedruckten Bauteilen imitierten. Die Schaufel wiegt 5,2 Kilogramm und ist 1,2 Meter lang.


Bild: SUTD

Bauteile lassen sich wie Holz bearbeiten

Fungal-like adhesive material (FLAM) nennen die Wissenschaftler aus Fernost ihre Komposition, also pilzähnliches haftendes Material. Es kann nachträglich wie Holz bearbeitet werden, wenn es nötig ist. Man kann es schleifen, sägen, Fräsen. Zudem ist es sehr leicht und strapazierfähig. Andererseits lässt es sich, wenn es ausgedient hat, kompostieren. Da es rein natürlichen Ursprungs ist wird die Umwelt nicht belastet.

„Wir glauben, dass dieser erste additive Fertigungsprozess für große Bauteile aus einem universell verfügbaren Rohstoff eine Art Katalysator ist für die Hinwendung zu umweltfreundlichen und recycelbaren Produkten“, so Juniorprofessor Javier Gomez Fernandez. Außer Cellulose und Chitosan benötige der Prozess lediglich noch Essigsäure, ebenfalls eine natürlich vorkommende Chemikalie. „Wir haben mit unserem Verfahren möglicherweise den technisch aussichtsreichsten Vorstoß im Bereich von bionischen Materialien unternommen“, so der Forscher – bionische Materialien sind Nachbauten von natürlichen Strukturen.


Preiswert und leicht wie normaler Kunststoff

FLAM ist ebenso preiswert wie erdölbasierte Kunststoffe und ebenso leicht. Es könnte einen Teil der Probleme lösen, die heutige Plastikprodukte verursachen. „Bisher haben wir ausschließlich Forschungsarbeite geleistet“, sagt Juniorprofessor Stylianos Dritsas, der ebenfalls zum Entwicklungsteam gehört. „Jetzt sind wir an einem Punkt angekommen, an dem wir Industriepartner benötigen, um das Material aus dem Labor in die Welt zu entlassen.“

Wie genau sie das Ausgangsmaterial für den 3D-Druck herstellen verraten die Forscher nicht. Es könnte sein, dass sie kurze Cellulosefasern mit Chitosan und Essigsäure vermischen, um mit dieser „Spezialtinte“ dreidimensionale Objekte herzustellen. Wie sie die jeweils oberste Schicht aushärten ist unbekannt.

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