Ein Additiv auf Graphenbasis könnte der Schlüssel zu einem selbstlöschenden Baumaterial sein

Ein australisches Unternehmen hat ein neuartiges flammhemmendes Material auf Graphenbasis zum Patent angemeldet. Es soll selbstlöschend sein. Der Hersteller spricht von einer „bedeutenden Entwicklung für den internationalen Bausektor“. Was ist von dieser spektakulären Ankündigung zu halten?

Neues Baumaterial auf Graphenbasis

Unter der Marke PureGRAPH produziert das australische Unternehmen First Graphen unter anderem innovative Lösungen für die Erzeugung von grünem Wasserstoff, die bei der Elektrolytkondensator-Technologie ansetzt. Dabei kommt Graphen zum Einsatz, das durch elektrochemische Exfoliation aus Rohgraphit gewonnen wird. Die PureGRAPH Produktfamilie besteht aus Graphen-Nanoplättchen, die in Beton, Zement, Polymeren und Kompositen Anwendung finden. Das Ziel: die Eigenschaften von Baumaterialien, Kunststoffen oder Beschichtungen zu verbessern und ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Daneben leisten Graphene mit ihren besonderen Fähigkeiten gute Arbeit bei der Energiespeicherung. Nun hat First Graphen in Kooperation mit der Vector Group in Europa, den USA und Asien die Patentanmeldung für ein graphenbasiertes Baumaterial mit selbstlöschender Wirkung eingereicht.

Was genau sind Graphene?

Allgemein gesprochen sind Graphene Modifikationen des Kohlenstoffs mit einer zweidimensionalen Struktur. Eine ultradünne, einatomige Schicht aus Kohlenstoffatomen ist in einem wabenförmigen Muster angeordnet. Das macht Graphen zum dünnsten Material der Welt. Es ist außergewöhnlich hart, stabilisierend, gasundurchlässig, gleichzeitig extrem flexibel und verfügt über eine hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit. Nicht nur das: Graphen schützt sich selbst. Mit diesen Eigenschaften gilt Graphen als Material der Zukunft. Es wird bereits heute in der Elektronik, in Werkstoffen und der Medizintechnik eingesetzt.

Ein anderes australisches Unternehmen setzt Graphen bereits seit wenigen Jahren Beton zu. Das spart nicht nur Zement. Der Beton wird auf diese Weise leitfähig und könnte die Elektromobilität unterstützen oder das Beheizen von Straßen im Winter ermöglichen. Derzeit wird überdies diskutiert, ob Graphen nicht zukünftig Silicium als Transistormaterial vorzuziehen sei. Im Gespräch sind auch graphenbasierte Superkondensatoren. 2010 ging der Nobelpreis für Physik an Andre Geim und Konstantin Novoselov für ihre grundlegenden Forschungsergebnisse zum Kohlenstoffzustand Graphen. Dieses Thema ist also noch sehr jung.

Graphene als flammhemmendes Material

Die oft als Graphen-Flocken beschriebenen Materialien haben aber noch weitere Vorteile: Wegen ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften eignen sie sich bestens für Flammschutzanwendungen. Sie stoppen Hitze und brennbare Gase. Es entsteht eine schützende Sauerstoffbarriere. Eine Dissertation an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) bescheinigt Graphenen in Thermoplast-Kompositen die Verzögerungsfähigkeit bei Entzündungen, reduzierte Wärmefreisetzung und sogar die Bildung einer Schutzschicht um das Material. Was im Labor gelang, soll künftig auch im Bauwesen, bei Schutzkleidung und -beschichtungen oder im militärischen Sektor erprobt werden. First Graphen Ltd. Gilt als ein führendes Unternehmen auf diesem Gebiet.

Markteinführung wird derzeit vorbereitet

Nach eigenen Angaben hat First Graphen zusammen mit der Vector Group ein Baumaterial entwickelt, das sich bei Flammkontakt vollständig selbst löschen kann. Laut ersten Veröffentlichungen würden solche Zusätze umweltfreundlicher sein als die herkömmlichen halogenierten Verbindungen im Dienst des Flammschutzes. Weil toxische Gase im Brandfall nur in sehr geringem Umfang emittiert werden, seien diese Lösungen auch eine Alternative im Hinblick auf die Gesundheit. Sie verbesserten die mechanische Festigkeit, unter anderem hinsichtlich Zugkraft und Elastizität. Damit könnte die strukturelle Sicherheit von aus diesem Material erbauten Gebäuden erhöht werden.

First-Graphen-CEO Michael Bell spricht von einer maßgeblichen Entwicklung im Bauwesen, von einer sicheren und nachhaltigen Alternative. Das Unternehmen weist auf immer strenger gehandhabte Brandschutzvorgaben speziell in Großbritannien hin und betont die Erfüllung von regulatorischen und umweltbezogenen Anforderungen durch das neue graphenhaltige Baumaterial. Es werde „neue Maßstäbe bei Brandschutz und Materialleistung setzen“. Die Produktion erfolgt wie bei anderen PureGRAPH-Lösungen im australischen Henderson. Dort soll bei geringen Kosten eine hohe Reinheit und Skalierbarkeit gewährleistet werden. Die Marktreife steht offenbar kurz bevor – parallel zur Kommerzialisierung weiterer innovativer Produkte auf Graphenbasis weltweit.