„Im Automobilbau der Zukunft wird nanotechnologische Kompetenz zu den Kernfähigkeiten gehören, die erforderlich sind, um die internationale Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten”, stellen Wissenschaftler vom Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des Forschungszentrums Karlsruhe in einem Bericht für den Deutschen Bundestag fest. Und die Marktforscher von Frost & Sullivan konstatieren in einer aktuellen Analyse, dass „die steigende Nachfrage nach hoch wirksamen und leistungsstarken Materialien zusammen mit einer immer strengeren Gesetzgebung in puncto Abgaswerte, Sicherheit und biologischer Abbaubarkeit die Attraktivität der Anwendung von Nanotechnologie auf dem Automobilmarkt beträchtlich erhöht”.
Da wundert es nicht, dass Forscher und Ingenieure eifrig daran tüfteln, mithilfe der Nanotechnologie Zuverlässigkeit, Komfort und Umweltfreundlichkeit der Autos zu verbessern. Schon heute findet sich Nanotechnologie in jedem Fahrzeug. Viele weitere Nutzungsmöglichkeiten stecken noch im Entwicklungsstadium – oder sind gar erst eine vage Vision für die Zukunft. Einige Beispiele zeigen, auf welch vielfältige Weise sich die Nanotechnologie in Autos verwenden lässt.
Bereits eingesetzt werden…
• Rußpartikel im Nanoformat als Bestandteil der Gummimischung von Autoreifen. Die winzigen Rußteilchen erhöhen die Festigkeit des Gummis und verringern so den Abrieb des Reifens. Zudem verbessern winzige Kieselsäure-Teilchen in der Lauffläche der Bereifung das Bremsverhalten bei Nässe.
• Beschichtungen für Spiegel und Instrumententafeln, die Nanopartikel aus Silizium- und Titandioxid enthalten, verringern die Reflexion.
• Leuchtdioden (LED) finden sich in der Armaturenbeleuchtung sowie in Blink- und Bremsleuchten. Bündel aus vielen sehr leuchtstarken weißen LEDs sollen bald sogar als Abblendlicht dienen. Das Licht erzeugen sie in mehreren wenige Nanometer dünnen Schichtstrukturen.
• Radaufhängungen, die ein Nanofluid – eine Flüssigkeit mit Nanopartikeln – als Schwingungsdämpfer nutzen.
• Schmiermittel, denen Nanometer kleine Kupfer-Teilchen zugesetzt sind, um den Verschleiß zu reduzieren.
• Innenraumverkleidungen aus Polymeren, denen Nanoteilchen eine hohe Robustheit und Wärmebeständigkeit geben.
• Frontscheiben, die sich über eine großflächige Nanoschicht beheizen lassen.
• elektrochrome Spiegel mit aufgedampften dünnen Schichten, die sich durch eine elektrische Spannung abdunkeln lassen.
• Lacke, denen Nanoplättchen eine höhere Brillanz und Farbwirkung verleihen.
In Entwicklung sind…
• Windschutzscheiben mit einer Nanobeschichtung, die sie kratzfest macht.
• nanotechnologisch modifizierte Klebemittel: Sie können umweltschädlichen Leim ersetzen – und zudem das Recycling ausrangierter Fahrzeuge erleichtern.
• Radaufhängungen und bewegte Teile im Motor, die per Nanobeschichtung vor Abrieb und Verschleiß geschützt werden.
• durch Nanopartikel verstärkte Metalle, denen die eingefügten winzigen Teilchen eine höhere Stabilität verleihen. Dadurch können Türen oder Kofferraumklappen dünner – und leichter – gebaut werden.
• Lacke mit Nanopartikeln, die je nach Blickrichtung eine andere Farbe zeigen.
Erforscht werden…
• katalytische Nanopartikel als Zusatz in Kraftstoffen. Sie sollen die Verbrennung im Motor optimieren und so verhindern, dass Schadstoffe entstehen.
• Nanoporöse Filter, die feinste Partikel im Abgas (Feinstaub) einfangen.
• Oberflächenschichten aus Nanomaterial, die Autoscheiben vor dem Beschlagen mit Feuchtigkeit schützen.
• Autolack mit einer Nanostruktur, auf der Wasser und Schmutz abperlt.
• Lack mit Nanokomponenten, der – zum Beispiel durch integrierte spezielle Farbstoff-Moleküle – wie eine Solar- zelle funktioniert und aus dem Sonnenlicht elektrischen Strom gewinnt.
• Motoren, deren Zylinderwände mit einem Nanomaterial als Katalysator ausgekleidet sind – um das Entstehen von Schadstoffen zu vermeiden. • Batterien und Kondensatoren für elektrische Antriebe, die durch die Verwendung von Nanomaterialien eine höhere Leistungsfähigkeit besitzen.
• elektrochrome Scheiben, die sich gezielt abdunkeln lassen.
Allenfalls in ferner Zukunft realisierbar sind…
• nanostrukturierte Textilien für die Sitze, die Körperschweiß rasch abführen und außerdem kaum verschmutzen.
• „heilende” Lacke, die Kratzer entfernen, indem sie ihre atomaren Bestandteile nach einer Beschädigung neu zusammenfügen.
• extrem leichte Karosserien aus Werkstoffen mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen.
• Karosserien mit adaptivem Nanomaterial, das sich so verändert, dass das Auto stets den geringsten Luftwiderstand hat.
• Lack mit Nanopartikeln, dessen Farbe sich per Knopfdruck umschalten lässt.
