Bauen mit Nano

Im Bauwesen reichen nanotechnologisch hergestellte Materialien von Beton-Verstärkungszusätzen über schmutzabweisende Fassadenbeschichtungen und Brandschutzmaterialien bis hin zu intelligenten Verglasungen oder verbesserten Isolationsstoffen. NanopartikelTeilchen, die in allen Dimensionen 1-100 Nanometer gross sind. werden als Zusatzstoffe in Beton eingesetzt, um dessen Eigenschaften zu verbessern. Beispielsweise ist es möglich, dem Beton nanoskaligeGrössenbereich zwischen 1 und 100 Nanometern. Silica-PartikelSehr kleines, klar abgegrenztes Teilchen eines Feststoffes. beizumischen. Dank der grossen Oberfläche dieser NanopartikelTeilchen, die in allen Dimensionen 1-100 Nanometer gross sind. können sie sehr effizient mit weiteren Bestandteilen des Betons zusammenwirken. Aufgrund dieser und ähnlicher Zusätze wird Beton bedeutend härter, stabiler und beständiger gemacht. Man spricht in diesem Fall von sogenanntem ultrahochfestem Beton (UHPC Beton), welcher vorwiegend im Brückenbau zum Einsatz kommt.

Auch das Beifügen von bestimmten nanoskaligenGrössenbereich zwischen 1 und 100 Nanometern. PolymerenPolymere werden umgangssprachlich häufig als "Kunststoffe" oder "Plastik" bezeichnet. beeinflusst die Eigenschaften von Beton positiv. Die verbesserte Fliessfähigkeit ist ein Beispiel dafür. Beton mit höherem Fliessverhalten ist weniger zähflüssig, entsprechend einfacher ist die Verarbeitung; auf die oft erforderliche mühsame Verdichtung kann häufig verzichtet werden. Zudem passt sich der Beton besser an die verwendeten Giess-Formen an und verhält sich flexibler bei seiner Verarbeitung.

Eine weitere nanotechnologische Innovation im Bauwesen ist die latente Wärmespeicherung in Baustoffen. Wenn Substanzen ihren AggregatszustandPhysikalische Zustandsform eines Stoffes oder Stoffgemisches: Fest, flüssig, gasförmig. ändern, ist eine grosse Menge an Energie notwendig. Entscheidend hierbei ist, dass keine Temperaturänderung auftritt. Eis kann beispielsweise bei einer Temperatur von konstant 0° Celsius verflüssigt werden. In der Praxis sieht das dann folgendermassen aus: Die Poren des Betons werden mit Kunststoff-Mikrokapseln gefüllt, welche passende Materialien (meist bestimmte Wachsarten) enthalten, die einen passenden Schmelzpunkt (24-28° C) besitzen. Wenn es dann ausserhalb des Gebäudes sehr heiss ist, nehmen die Materialien in den Mikrokapseln die Wärme auf und schmelzen bei konstanter Temperatur. So bleiben die Temperatur der Baustoffe sowie die Temperatur innerhalb des Gebäudes nahezu unverändert. Der umgekehrte Effekt, nämlich die Isolation eines Gebäudes dank solcher Mikrokapseln ist ebenfalls möglich. Dazu ist dann einfach der Kondensationspunkt der Materialien in den Kapseln an Stelle des Schmelzpunktes von Bedeutung.