Flugzeug, Auto oder Rolli – in Berührung sind wir alle schon mit ihm gekommen. Der Begriff stammt aus dem englischem und bedeutet: Kohlenstoff.
Den Anfang nahm die Entwicklung des Carbons bereits Ende des 19. Jahrhunderts. Thomas Edison entwickelte die erste verbesserte Glühlampe, die als Glühfaden eine Kohlenstofffaser verwendete. Die Herstellung der Faser war jedoch sehr aufwendig – was sich auch in den Kosten für Glühlampen niederschlug. Mit der Erfindung der kostengünstigeren Metallwendel sank das Interesse an der Kohlefaser zunächst wieder. Mit dem Aufkommen der militärischen und zivilen Luftfahrt Anfang des 20. Jahrhunderts sollte sich alles ändern: Um immer größere Flugzeuge bauen zu können, mussten Materialen gefunden werden, die zugleich stabil und leicht waren. Dass der Schlüssel in der Verwendung von Faserverbundstoffen liegt, konnte bereits 1957 gezeigt werden. Die fs 24 Phönix war das erste Segelflugzeug der Welt, das aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebaut wurde.
Grundsätzlich werden Faserverbundstoffe durch die Kombination von zwei oder mehr Komponenten hergestellt. Dies geschieht durch die Einbettung von Verstärkungsfasern, wie Glas- oder Kohlefaser, in eine Kunststoffmatrix. Durch die Kombination entsteht ein völlig neuer Werkstoff mit teilweise erstaunlichen Eigenschaften. Gerade die Kombination aus Kohlefasern und Kunststoffen, das so genannte Carbon, besticht dabei durch sein extrem niedriges Gewicht und seine enorm hohe Stabilität. Verglichen mit den kostengünstig herzustellenden Glasfasern, gestaltete sich die Produktion von Kohlefasern noch als schwieriges Unterfangen. Insbesondere im Zeitraum der 1940er bis Ende der 1960er Jahre ist großer Forschungsaufwand betrieben worden, um geeignete Verfahren und Materialien für die Herstellung von Kohlefasern zu finden. Entwickelt wurden im Wesentlichen zwei Verfahren: Das eine basiert auf dem Ausgangsstoff Polyacrylnitril und das andere auf Basis von Pech. Seit den 1970er Jahren wird Carbon bereits kommerziell hergestellt. Ursprünglich beschränkte sich sein Einsatzbereich dabei auf die Luft- und Raumfahrt. Heute findet Carbon aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften vielseitig Anwendung. Wir können es in Autos, Fahrrädern, Rollstühlen, Sportgeräten, Prothesen und selbst im Brückenbau wiederfinden.
Die Entwicklung neuer Carbonstoffe geht dabei ungebrochen voran, die neueste wissenschaftliche Kreation heißt Carbin. Dieses „Super-Carbon“ soll tausendmal fester als Stahl und damit allen anderen Materialien an Zugfestigkeit überlegen sein. Es ist damit ideal geeignet für die Herstellung extrem leichter und gleichzeitig starker Seile, aber auch für die Herstellung künstlicher Muskeln von Robotern und Prothesen. Carbin bildet sich als lange eindimensionale Kette aus Kohlenstoffatomen im Inneren einer molekularen Röhre. Bis zur kommerziellen Anwendung werden wohl noch einige Jahre vergehen, denn unter anderem ist noch ungeklärt, wie das Carbin aus den Nanoröhren herausgelöst werden kann.
Foto: Roding Roadster/CCeV
