Leicht und fest

Bio-Werkstoff CNF: Kommen bald Autos aus Papier?

(Bild: OJI)

Wissenschaftler sind immer auf der Suche nach neuen Werkstoffen. Auf der Tokyo Motor Show gab es jetzt eine Studie mit Bauteilen aus Zellulose-Nanofasern zu sehen. Das Material könnte in Zukunft häufiger zum Einsatz kommen.

Viel Stahl und ein bisschen Kunststoff, das sind die Stoffe, aus denen automobile Träume seit jeher überwiegend gemacht sind. Beides hat viele Vorteile, Stahl ist verdammt fest und garantiert Sicherheit, Plastik ist billig und lässt sich nahezu in jeder beliebigen Form, Farbe und Festigkeit herstellen.

Doch der Preis dafür ist nicht gerade klein: Während Kunststoffe zum Großteil aus Erdöl hergestellt werden und die Recycling-Frage - Stichwort Meeresplastik - nicht wirklich geklärt ist, schlägt Stahl sich negativ aufs Gewicht nieder. Zwar arbeiten die Autobauer inzwischen auch mit leichterem Aluminium und setzen hie und da auf teures Carbon. Der Weisheit letzter Schluss scheint das allerdings auch nicht zu sein.

(Bild: OJI)

Dem wollen jetzt verschiedene Forscher vielleicht ein Stück nähergekommen sein: Nanofasern aus rein biologischer Zellulose, so die Experten, könnten (nicht nur) der Auto-Industrie zukünftig ganz neue Möglichkeiten eröffnen. Ein erstes Concept Car mit einer CNF-Karosserie (Cellulose Nanofiber) wird gerade auf der Motorshow in Tokio gezeigt.

Die Studie NCV des Automobil-Zulieferers OJI sieht aus wie ein typisch japanischer Sportwagen, mit scharfen Scheinwerfern, Flügeltüren und zahlreichen Knicken und Kanten in der Karosserie. Unter der ebenfalls neu entwickelten dünnen Lackschicht - und auch im Innenraum - stecken CNF-Bauteile, die klassischem Blech in nichts nachstehen sollen, dafür aber deutlich leichter sind. Der Zweitürer bringt angeblich nur 1050 Kilogramm und damit rund 150 Kilogramm weniger auf die Waage als in herkömmlicher Bauweise. Umgerechnet in Benzinverbrauch entspricht das einer Ersparnis von bis zu einem halben Liter pro 100 Kilometer.

Das steckt dahinter
Was aber steckt genau hinter der neuen Nanofaser? Salopp gesagt eine Art Papier! Zumindest ist der Ausgangsstoff der gleiche: Zellulosefasern aus Holz. Die winzigen Teilchen - wir bewegen uns hier im Millionstel-Millimeter-Bereich -, die im Baumstamm völlig chaotisch angeordnet sind, werden in der sogenannten „hydrodynamischen Fokussierung“ parallel ausgerichtet und zu einem Faden verbunden. Der soll stabiler sein als Stahl oder Spinnenseide; letztere gilt bislang als das stärkste biologische Material überhaupt. Um aus diesen Fäden beispielsweise Karosserieteile herstellen zu können, müssten sie, ähnlich wie bei glas- oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen, verwoben und in spezielle Harze eingegossen werden. Aber auch Gewebe für Türverkleidungen, Armaturenbretter oder Sitzbezüge könnten daraus gefertigt werden.

Dass Interesse der Autoindustrie an dem neuen Supermaterial ist längst geweckt, das zeigt nicht nur der erste Auftritt der OJI-Studie in Japan. Unter anderem hat sich auch bereits Porsche dazu geäußert. Gegenüber einem Wissenschafts-Magazin bestätigte der Leiter Werkstofftechnik des Sportwagenherstellers, Stephan Schmitt, dass er sich den Einsatz an vielen Orten im Fahrzeug vorstellen könne, ohne dabei konkrete Details zu nennen. Dafür dürfte es auch noch zu früh sein: Bis zur Serienreife für automobile Anwendungen werden wohl auf jeden Fall noch mehr als fünf Jahre vergehen, so ein Forscher vom KTH Royal Institute of Technology in Stockholm.