Materialforschung: Dämmen mit Brot

Bei hohen Temperaturen und unter Sauerstoffentzug gebacken entstehen aus Brotteig extrem poröse Kohlestoffverbindungen, Carbonaerogele genannt.

(Foto: Akash Kurdekar/CC BY 2.0)

Aus Hefe, Wasser und Mehl haben Forscher ein neuartiges Isolationsmaterial für Flugzeuge entwickelt. Die Frage ist, ob das Aerogel wirklich besser dämmt als herkömmliche Materialien. Und ob sein Einsatz ethisch vertretbar ist.

Auf dem Einkaufszettel von Yibin Li steht Mehl zurzeit ganz oben. Der Forscher und sein Team vom Harbin Institute of Technology in China mischen es mit Hefe und Wasser, backen daraus ein Brot und verkohlen dieses schließlich unter Luftausschluss zu einem hochporösen schwarzen Schwamm aus Kohlenstoff, den Chemiker Carbonaerogel nennen und der gegen Wärme isoliert. "Das Material eignet sich zum Beispiel als Dämmstoff für Hochgeschwindigkeitsflugzeuge, die an der Oberfläche reibungsbedingt sehr heiß werden können", sagt Yibin Li, der das Projekt leitet. Der Bioschaumstoff aus Brot halte Temperaturen von mehr als 2000 Grad Celsius stand.

Carbonaerogele sind Kohlenstoffverbindungen und ähneln sogenannten Aktivkohlen, die etwa in Aquarium- oder Fahrzeugfiltern Schadstoffe aus Wasser beziehungsweise Luft abtrennen. Weil sie den elektrischen Strom leiten, eignen sie sich auch als Elektrodenmaterial für Batterien oder Superkondensatoren. Die Dämmwirkung ist den Poren geschuldet und umso größer, je kleiner und zahlreicher die Löcher sind.

Carbonaerogele lassen sich auch aus anderen Materialien herstellen, etwa aus Wassermelonen, Bananenschalen, dem Holzgrundstoff Lignin oder aus Zellulosefasern. Doch das Brotrezept sei einfacher und billiger und man könne die Porengröße durch Variationen der Mengenverhältnisse der Grundzutaten gezielt einstellen, schreiben die Wissenschaftler im Magazin ACS Applied Materials and Interfaces.

Ist das neuartige Aerogel wirklich besser als herkömmliche Materialien?

Forscher der Technischen Universität Hamburg (TUHH), die Carbonaerogele aus ligninhaltigen Bioraffinerie-Abfällen herstellen wollen, sind allerdings skeptisch, ob die Methode auch für eine Produktion im Industriemaßstab taugt. Der in der Publikation genannte Dämmwert des Materials sei zudem schlechter als beispielsweise jener für Mineralwolle. "Und man muss sich schon überlegen, wie sinnvoll es ist, ein Lebensmittel für technische Zwecke zu verkohlen", moniert der TUHH-Forscher Pavel Gurikov.

"Den Dämmwert können wir über die Porengröße noch verbessern, und die Produktion in größerem Maßstab testen wir bald", entgegnet Li darauf. Zum ethisch-moralischen Kritikpunkt will er aber keine Stellung beziehen: "Mich kümmern eher die wissenschaftlichen Probleme", sagt er.

Die Fachkollegen von der TU Hamburg hingegen können sich durchaus Lösungen für das Dilemma vorstellen. "Man könnte zum Beispiel altes Brot verkohlen", schlägt die Doktorandin Wienke Reynolds vor. "Oder man setzt Getreideausschuss ein, der etwa wegen eines Schimmelbefalls nicht mehr für die Lebensmittelproduktion in Frage kommt", sagt Dietmar Peters von der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe, die das Hamburger Projekt fördert. Dennoch müsse die neue Produktionsmethode erst noch beweisen, dass sie nicht nur spektakulärer klingt, sondern auch besser ist als andere Verfahren.