Glas – Mechanisch formbar wie ein Kunststoff

Aus der Optik, Daten- und Medizintechnik ist reines Quarzglas nicht wegzudenken. Es ist hoch transparent und gegenüber physikalischen, chemischen oder thermischen Reizen äußerst stabil.
Will man dieses jedoch effizient bearbeiten, fehlen oft geeignete Verfahren. Dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, Quarzglaspartikel in der Größe von 40 Nanometern in eine flüssige Kunststoffmatrix einzubringen und dieses Gemisch dann zu formen, zu härten und durch Erwärmung oder Belichtung in eine feste Struktur zu bringen.
Diese Struktur besteht zu ca. 60 % aus Glaspartikeln und zu ca. 40 % aus Kunststoffpartikeln. Dieses Glassomer genannte Material kann dann wie ein normaler Kunststoff mechanisch und optisch bearbeitet und z. B. zu optischen Hochleistungslinsen geformt werden. Wird dabei hochreines Quarzglas benötigt, werden die geformten Glassomere bei 500 bis 600 Grad Celsius erhitzt und das darin enthaltene Polymer durch Verbrennung zu Kohlendioxid entfernt. Die dabei entstehenden Lücken werden durch einen Sinterungsprozess bei etwa 1.300 Grad Celsius geschlossen und am Ende zu einem porenfreien Glas verdichtet.
Dieser Prozess eröffnet ganz neue industrielle Möglichkeiten in der Optik, Biotechnologie, Medizintechnik und natürlich in der Mikroelektronik. Das für die Massenproduktion geeignete Verfahren macht den Einsatz von Quarzglas billiger, nachhaltiger und energieeffizienter als Spezialkunststoffe.

Autor: Dr. Ronald Hinz, Market Intelligence Senior Expert, SVP Deutschland AG
Quelle: Dr. Bastian E. Rapp et. al. in Advanced Materials April 2018 „Glassomer: Processing Fused Silica Glass like a Polymer“

Bild: Moo YuenSheng, pixabay.com