Was ist Nanopapier?

Nanopapier ist eine hochmoderne Papiersorte mit einer Festigkeit von 214 Megapascal (MPa), mehr als 130 MPa von Gusseisen und annähernd der von Baustahl (250 MPa). Typisches Papier hat eine Festigkeit von 1 MPa.

Das Nanopapier, das von Wissenschaftlern der Königlichen Technischen Hochschule in Stockholm, Schweden, entwickelt und Anfang Juni 2008 in Pressemitteilungen angekündigt wurde, bezieht seine Stärke aus Billionen winziger verbundener Zellulose-Nanofasern. Die Zellulosefasern in Nanopapier wurden hergestellt, indem ein Schlamm aus Zellulose hergestellt wurde, ähnlich wie bei der Herstellung von normalem Papier, der dann jedoch durch Enzyme, mechanisches Mahlen und chemische Behandlung mit Carboxymethanol weiter zerkleinert wurde. Das Ergebnis sind Fasern, die 1000-mal kleiner sind als die Fasern in typischem Papier.

Diese Fasern verbinden sich in einer fehlerfreien Matrix, im Gegensatz zu den Fasern in traditionellem Papier, die so groß sind, dass man sie mit einer Lupe sehen kann. Dieses Nanopapier übertraf den bisherigen Rekord von 103 MPa für ein hochfestes Papier. Bei den ersten Festigkeitstests wurden Streifen von 40 mm Länge mal 5 mm Breite und etwa 50 Mikrometer Dicke verwendet.

Die Forscher, die das Nanopapier entwickelt haben, lobten seine zahlreichen Vorteile in der Werbung um seine Ankündigung. Sie sehen vor, dass Nanopapier alle Einkaufstüten ersetzt und eine umweltfreundliche Alternative zu erdölverbrauchenden Plastiktüten darstellt. Nanopapier könnte anstelle von hochpreisigen Carbonfasern als Verstärkungsmittel in Kunststoffen eingesetzt werden. Nanopapier ist mit großen Poren durchsetzt, was eine schnellere Trocknung ermöglicht, was den Preis jedes Endprodukts, das es verwendet, senken würde.

Der Rohstoff von Nanopapier – Zellulose – ist das am häufigsten vorkommende organische Polymer auf dem Planeten. Dies bedeutet, dass Nanopapierprodukte wesentlich billiger und nützlicher sein könnten als Produkte, die auf exotischeren und teurer herzustellenden Nanomaterialien wie Kohlenstoffnanoröhren basieren. Nanopapier könnte sogar als universeller Baustoff Verwendung finden, solange die Herstellungskosten für die Massenproduktion so niedrig sind, wie die Erfinder behaupten.

Zwei weitere Materialien werden seltener als Nanopapier bezeichnet. Dazu gehören eine Titanoxid-Nanofaser-Matrix, die von Chemikern der University of Arkansas entwickelt wurde und als feuerhemmende Abdeckung oder pathogener Filter verwendet werden könnte, und eine Kalium-Mangan-Oxid-Nanodraht-Matrix, die von MIT-Forschern als Schwamm zum Aufsaugen von Ölverschmutzungen entwickelt wurde.