Europäisches Projekt untersucht Nachhaltigkeit des Zukunftsmaterials Graphen

Neue Charakterisierungsmethoden sollen eine genaue Bewertung und Vorhersage der Auswirkungen auf Menschen und Umwelt ermöglichen

10.05.2023 - Deutschland

Ein neues EU-Forschungsprojekt, an dem die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) federführend beteiligt ist, untersucht die sichere und nachhaltige Nutzung des vielseitig einsetzbaren Nanomaterials Graphen. Die BAM entwickelt dafür in ihrem Kompetenzzentrum nano@BAM neue Charakterisierungsmethoden. Sie sollen eine genaue Bewertung und Vorhersage der Auswirkungen auf Menschen und Umwelt ermöglichen.

Graphen ist eines der vielversprechendsten Nanomaterialien: Es ist extrem dünn und leicht, härter als Stahl aber trotzdem flexibel. Zudem leitet es Strom und Wärme gut, hat einzigartige optische Eigenschaften und kann chemisch leicht verändert werden. Außerdem soll die Herstellung weniger Energie und Ressourcen benötigen als herkömmliche Materialien wie z.B. Kunststoff. Graphen hat damit das Potenzial, in vielen Hochtechnologien eingesetzt zu werden – von der Photovoltaik über den Leichtbau bis hin zur Medizintechnik.

Wie bei jedem neuen Material stellt sich jedoch die Frage, ob mit der Verwendung von Graphen Risiken verbunden sind. Bislang sind die Auswirkungen des Nanomaterials auf Ökosysteme und den Menschen nur wenig erforscht. Um potenzielle Gefahren einschätzen zu können, ist ein genaues Verständnis des Materials, seiner Eigenschaften und seines Verhaltens notwendig. Es fehlen jedoch standardisierte Messverfahren, die ein besseres Verständnis des Materials auf der Nanoebene ermöglichen würden. Nur damit aber lässt sich letztlich eine sichere und nachhaltige Nutzung garantieren.

Messung der "Benetzbarkeit" von Graphen und anderen 2D-Materialien

Ein mikroskopisches Verständnis der Benetzbarkeit kann auf molekularer Ebene mit Hilfe der "Schwingungssummenfrequenz-Spektroskopie" erreicht werden

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"Vertrauen in die Qualität und Sicherheit von Nanomaterialien wie Graphen spielt zudem eine entscheidende Rolle für ihren wirtschaftlichen Erfolg“, erklärt Dan Hodoroaba vom Kompetenzzentrum nano@BAM. „Mit unserer Forschung an der BAM wollen wir dazu beitragen, weltweit harmonisierte Qualitätsstandards für 2D-Materialien, zu denen auch Graphen zählt, zu entwickeln. Darauf aufbauend können rechtliche Rahmenbedingungen geschaffen werden, die letztlich wieder den Handel erleichtern."

Im Projekt ACCORDs werden erstmals die Auswirkungen von Graphenmaterialien auf die Umwelt und Gesundheit untersucht. Auch Aussagen zur Recycelbarkeit sollen gewonnen werden. Im Fokus der Untersuchungen an der BAM stehen insbesondere Methoden, die zuverlässig Form, Größe sowie die chemische Zusammensetzung der Graphen-Partikel ermitteln. Erst daraus lässt sich ableiten, wie sicher und nachhaltig ihr Einsatz in Produkten ist.

Ziel des Projekts ist es auch, weltweit anerkannte Mess-Protokolle zu entwickeln und der Industrie zur Verfügung zu stellen. Sie sollen außerdem die Basis bilden für die zukünftige Regulierung von 2D-Materialien durch den Gesetzgeber und damit für einen sicheren und nachhaltigen Gebrauch dieser neuen Materialklasse.

Neben der BAM sind die Universität Ljubljana, die Universität Turin, die North-West University in Südafrika, die Universität Wageningen, die Fundacion IDONIAL, die Edelweiss Connect GmbH, die University of Birmingham, die University of Oxford und Haydale Ltd beteiligt.

Erste Ergebnisse werden Ende des Jahres erwartet.

https://www.analytica-world.com/de/news/1180425/europaeisches-projekt-untersucht-nachhaltigkeit-des-zukunftsmaterials-graphen.html