Lautloser Boom

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Ihre Entdeckung vor sechzehn Jahren war eine Sensation: Die filigranen Kohlenstofffäden, Tausend Mal dünner als ein menschliches Haar, stachen regelrecht aus dem schwarzen Einerlei des Rußes hervor. Computerberechnungen lieferten einen Superlativ nach dem anderen und schürten den Hype um den neuen Rohstoff. Die Rede ist von Kohlenstoffnanoröhrchen, Carbon nanotubes, abgekürzt CNT, die Strom wie kein anderes Material leiten, Wärme besser abführen als jedes Metall und dabei noch so robust wie Keramik und reißfester als Stahl sind.

Seit etwa einem Jahr erobern die Nanotubes auch erste Produkte. Ihr Debüt feiern sie nicht etwa in Halbleitern und Bildschirmen, wie vorhergesagt, sondern in Fahrradhelmen und Tennisschlägern. Die Chemieindustrie hofft auf baldige Massenanwendungen.

Gleichwohl ist der Rummel um den aufsteigenden Stern der Materialwissenschaften nicht ungetrübt: Die Gefahren der CNTs sind noch immer weit gehend unbekannt. Eine rasche Klärung zeichnet sich nicht ab, wie auf einer zweitägigen Konferenz in Regensburg deutlich wurde, zu der sich mehr als Hundert Fachleute Mitte September zusammen gefunden hatten.

"Viele Firmen verraten nicht einmal, wo sie Kohlenstoffnanoröhrchen einsetzen", bedauert Uwe Vohrer, Materialwissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik in Stuttgart. Das zweischneidige Image der CNTs sorgt für einen Boom im Verborgenen.

Nur einige Betriebe setzen auf Offenheit: Der Sportgerätehersteller Völkl macht zum Beispiel keinen Hehl daraus, dass etwa 60.000 Tennisschläger mit den Röhrchen ausgerüstet wurden. Sie stecken in kleinen Mengen im Kunststoff des Rahmens und im Griff. Dadurch verbiegt sich der Schläger beim Aufprall des Balls nicht so stark und kann besonders kraftvoll zurückgeschlagen werden. Die Nanotubes sind auch in Fahrradlenkern von Easton und Golfschlägern von Aldila zu finden.

Die Röhrchen sind zwanzig Mal fester als Stahl und gleichzeitig so leicht wie Aluminium. Diese Charakteristika machen sie für die Sportbranche interessant. Fahrradhelme, Skier, Surfbretter, Baseballschläger und Sportschuhe aus CNT-haltigen Kunststoffen sind bereits zu haben, wie man auf der Konferenz in Regensburg erfahren konnte. Die finnische Eishockeymannschaft schleudert den Puck mit Schlägern übers Eis, die Röhrchen von Bayer MaterialScience enthalten.

Die CNT-Hersteller umgarnen die Kunden aus der Sportbranche regelrecht. Business Development Manager Heiko Hocke von Bayer MaterialScience in Leverkusen erklärt, warum das so ist: "Der Markt ist sehr werbewirksam. Außerdem sind im Sportsegment relativ wenig Zertifizierungen erforderlich." Sonst übliche Zulassungen und Sicherheitsprüfungen können die Produzenten sich also sparen.

Beim Vermischen von Plastik und Kohlenstoffnanoröhrchen entstehen Verbundwerkstoffe mit vollkommen neuen Eigenschaften: Sie sind leichter, stabiler, fester, dehnbarer und federn Schläge, Stürze oder einen Aufprall besser ab. Werden größere Mengen der Röhrchen in den zähflüssigen Kunststoff eingerührt, dann wird dieser sogar leitfähig. Die Röhrchen berühren sich zufällig an so vielen Punkten, dass der Strom sich immer einen Weg durch das Labyrinth bahnen kann.

Einen solchen leitfähigen Kunststoff stellt die Firma Ensinger im schwäbischen Kaufungen aus den Nanotubes der Bayer MaterialScience seit April 2007 her. Der Werkstoff mit dem Handelsnamen "Tecacomp" soll alsbald Teile der Außenhaut von Formel-1-Wagen, Flugzeugen und Autos formen. Vorsorglich wird in Leverkusen die bestehende Anlage für eine Jahresproduktion von 30 Tonnen derzeit um eine zweite ergänzt.

Zum Lackieren wird die Karosse elektrostatisch aufgeladen, damit die geladenen Farbpartikel sich darauf niederschlagen. Das funktioniert nur, wenn das Fahrzeug aus leitfähigem Material besteht. Erste Erfahrungen mit den Röhrchen sammelte Bayer MaterialScience bei der Lackierung des 6er BMW. "Alles in allem befinden sich diese Materialien aber noch in der Entwicklungsphase", räumt Hocke ein. Sollten die neuen Werkstoffe den Sprung in die Serienproduktion schaffen, würde sich den Röhrchen ein Milliardenmarkt eröffnen. Genau darauf setzen die weltweit rund 200 Hersteller.