Duisburg. Sie sind klein, aber oho: Nanopartikel. Forscher in Duisburg arbeiten an den Voraussetzungen, die Mini-Partikel in größeren Mengen herzustellen.

Nanopartikel gelten nicht nur als Werkstoff der Zukunft, sie sind in Medizin- und Autoindustrie, sie sind in Textilien, Farben, Putzmitteln und der Kommunikationstechnik bereits angekommen. Hochspezialisierte Kleinstpartikel mit bestimmten Eigenschaften in relevanten Mengen für die industrielle Weiterverarbeitung herzustellen, bleibt allerdings noch ein Ziel. Dem versuchen Experten aus Wissenschaft und Industrie am 20./21. Januar bei einem Symposium im Center for Nanointegration (Cenide) an der Carl-Benz-Straße näherzukommen.

Eine Produktion von 100 Kilo pro Tag – das wäre so eine Zielgröße. „Es gibt Prozesse, die das können, aber nicht mit den gewünschten Produkteigenschaften“, erklärt Prof. Dr. Christof Schulz (Institut für Verbrennung und Gasdynamik). „Erhebliche Arbeit“ sei aber noch nötig, um den Bildungsprozess der Partikelbildung genauer zu verstehen und ihn gezielt zu steuern. Die Produktion des Materials erfolgt in einer Gasphasensynthese-Anlage. Gasförmige Moleküle fügen sich dort zu Partikeln, die bis 100 Millionstel Millimeter groß sind. Pilotanlagen stehen im Neudorfer Nano-Energietechnik-Zentrum (Netz) und im Institut für Energie und Umwelttechnik (IUTA) in Rheinhausen. Maximal ein Kilogramm pro Stunde können damit produziert werden. „Gar nicht so weit weg vom Ziel“, findet Christoph Schulz.

2,6 Millionen Euro Fördermittel

Vier Jahre lang haben 21 Partner aus Wirtschaft und Forschung im mit 10,5 Mio € geförderten EU-Verbundprojekt Buonapart-E geforscht, das Prof. Dr. Ing. Einar Kruis (Fachgebiet Nanostrukturtechnik) geleitet hat. Er wird auf dem Symposium die Ergebnisse des auslaufenden Projekts vorstellen. „Auf der Basis der Ergebnisse in den Versuchsanlagen haben wir einen Ingenieur-Entwurf für eine Anlage erarbeitet, die 100 kg Kupfer-Nanopartikel am Tag produzieren kann“, so Kruis. Auch eine Kostenanalyse, auf deren Grundlage die erforderliche Investition für den Bau kalkuliert werden kann, liefern die Wissenschaftler. „Der Bau einer solchen Anlage kann nicht Ziel einer Hochschule sein. Aber es wäre möglich, wenn zuvor einige ingenieurtechnische Fragen beantwortet werden.“

Weitere Fortschritte will in den nächsten sechs Jahren die Forschergruppe von Prof. Christof Schulz erzielen – für die ersten drei Jahre gibt es von der Deutschen Forschungsgesellschaft 2,6 Mio Euro Fördermittel. Der Leibniz-Preisträger arbeitet an systematischen Designregeln für die Produktion komplexer Nanopartikel in der Gasphase. Sie sollen dann zuverlässig die Eigenschaften aufweisen, die für ihre Verwendung – etwa in Batteriespeichern oder Solarzellen – gefragt ist.