Liquid Glass Forscher entwickeln neues Verfahren zur Glasherstellung

Redakteur: Katharina Juschkat

Forscher des KIT haben ein Material entwickelt, um winzige Bauteile aus Glas günstig und schnell herzustellen. Das „Liquid Glass“ ist ein Nanokomposit, das in Formen gegossen unter UV-Licht aushärtet. Auf der Hannover Messe stellt das Team das Material vor.

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Das Liquid Glass soll die gleichen chemischen Eigenschaften wie herkömmliches Glas aufweisen, ist für die Herstellung von Mikrostrukturen jedoch wesentlich besser geeignet.
Das Liquid Glass soll die gleichen chemischen Eigenschaften wie herkömmliches Glas aufweisen, ist für die Herstellung von Mikrostrukturen jedoch wesentlich besser geeignet.
(Bild: KIT)

Glas ist ein faszinierendes Material. Seit Jahrhunderten verwenden es Menschen aufgrund der Transparenz und der extremen Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitze und Säuren. Die chemischen wie optischen Eigenschaften von Glas machen es zu einem beliebten Werkstoff bei Mikrobauteilen wie winzigen optischen Linsen, Röhrchen oder komplexen Mikrosystemen zur Analyse kleinster Flüssigkeitsmengen.

Allerdings ist die Herstellung von Glas in Mikrostrukturen heute mit hohen Kosten und Aufwand verbunden. Um Glas derart fein zu strukturieren, ist der Einsatz gefährlicher Chemikalien und die Nutzung eines Reinraums erforderlich. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) soll mit „Liquid Glass“ jetzt eine Alternative entwickelt haben.

Glas gestalten so einfach wie Kekse backen

Wissenschaftler des KIT um Dr. Bastian E. Rapp wollen auf der diesjährigen Hannover Messe das Liquid Glass vorstellen. Das von ihnen entwickelte Material ist bei Raumtemperatur dickflüssig und lässt sich in jede beliebige Form bringen, unter Licht vorhärten und im Ofen ausbrennen. Glasbauteile zu strukturieren, erklären die Forscher, sei damit fast so einfach wie Kekse zu backen.

Nanokomposit härtet in Silikonmaske aus

„Mit Liquid Glass können wir alle denkbaren Formen realisieren, mehrere Bauteile übereinander schichten und die Bauteile per Abguss vervielfältigen“, erklärt Rapp, der die Nachwuchsgruppe „Neptun Lab“ am KIT leitet. Ausgangsstoff des Verfahrens ist ein Nanokomposit, ein Gemisch aus pulverisiertem Glas und Kunststoff, das sich wie Kunststoff verarbeiten lässt.

Um Liquid Glass die gewünschte Form zu verleihen, fertigen die Karlsruher Forscher eine präzise Silikonmaske als Abguss des originalen Bauteils oder 3D-Drucks. Sie füllen das Glas-Kunststoff-Gemisch hinein und lassen es unter UV-Bestrahlung aushärten. Anschließend lässt sich die Silikonmaske entfernen, ohne dass das Bauteil die angenommene Form verliert. Mehrere solcher Bauteile lassen sich nun zu komplexen Systemen zusammensetzen. In einem Brennofen brennt das Material zu reinem Glas aus und die Bauteile verbinden sich fest miteinander.

Die so hergestellten Bauteile und Systeme besitzen laut dem Forschungsinstitut die gleichen chemischen und physikalischen Eigenschaften wie Produkte aus herkömmlichem Glas, die gleiche Transparenz und eine ebenso glatte Oberfläche. Dabei sollen sich mit Liquid Glass auch komplexe Strukturen im Mikrometerbereich verwirklichen lassen wie geschlossene Aushöhlungen oder Kanäle. (kj)

Hannover Messe 2017: Halle 2, Stand B16

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