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Zürcher Forscher drucken Keramikbauteil

Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich haben mit einem 3D-Drucker ein hochporöses Keramikbauteil produziert. Dieses ist für Anwendungen in der chemischen Industrie, Biomedizin oder dem Energiesektor geeignet.

Die Entwicklung der ETH kann per 3D-Druck in jede gewünschte Form gebracht werden. (Symbolbild)

Die Herausforderung für die Forscher bestand darin, eine stabile Keramikemulsion zu verwenden, die während und nach der Herstellung nicht kollabiert. Mit dem erfolgreichen Versuch ist eine Struktur entstanden, die natürlichen Gebilden wie Knochen ähnelt, heisst es in einer Medienmitteilung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH).

Doktorandin Carla Minas verwendete eine Emulsion aus einer wässrigen Lösung, Keramikpartikeln und weiteren Zusätzen. In dieser Emulsion befanden sich Öltröpfchen, an deren Oberfläche sich die Keramikpartikel festsetzten. Die Tröpfchen wurden dadurch stabilisiert und ein Verschmelzen mit benachbarten Tröpfchen verhindert. Die Grösse der Tröpfchen bestimmt den späteren Porenraum. Nach dem Druck des Materials wurde es gebrannt, wobei das Öl verbrannt ist. Das Ergebnis war das Keramikbauteil, das zu 95 Prozent aus Poren besteht, aber dennoch sehr belastungsfähig ist.

Das Bauteil weist damit alle Fähigkeiten auf, die in der Leichtbauweise notwendig sind. Somit sind verschiedene Anwendungen möglich. Neben der chemischen Industrie und der Biomedizin könnte auch der Energiesektor profitieren. So erforscht das IBM Research Center in Rüschlikon ZH das Management von Restwärme, wofür Materialien benötigt werden, die einerseits Wasser aufnehmen und andererseits Wärme abgeben können. Die Entwicklung der ETH wäre für eine solche Anwendung besonders gut geeignet, da es durch die Herstellungsweise per 3D-Druck in jede gewünschte Form gebracht werden kann.

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