Baustoffe, die sich selbst regulieren

Die Immobilienbranche erlebt eine Veränderungsphase: es wird nach neuen, innovativen Möglichkeiten und Ansätzen geforscht, um den Herausforderungen und Ansprüchen der modernen Zeit nachzukommen. Smart Materials stellen ein fortschrittliches und zukunftsweisendes Konzept dar, welches das Potential hat, den Gebäudebau zu revolutionieren.

Was zeichnet Smart Materials aus?

Smart Materials sind Materialien, die auf äußere Einflüsse wie Temperatur, Licht, Elektrizität, Druck oder magnetische Kräfte reagieren können. Sie besitzen dynamische Fähigkeiten, die je nach Umweltveränderung anders sein können. Sie regulieren sich quasi selbst: Sie erkennen, wann und wie sie Korrekturen ihrer Beschaffenheit durchführen müssen, um den „normalen“ Zustand zu erhalten. Der große Vorteil von Smart Materials ist, dass sie in der Natur zu finden sind und sie dadurch die Nachhaltigkeit der Umwelt und Ökosysteme unterstützen. Im Folgenden stellen wir zwei Smart Materials vor.

Smart Concrete oder auf Deutsch: selbstheilender Beton

Beton ist ein beliebter und wichtiger Baustoff, da er für unterschiedliche Anforderungen von Bauwerken geeignet ist. Jedoch beeinflussen äußere Zustände wie Temperaturänderungen und Wasserbildung den Beton dahingehend, dass sich seine Form ändert und dadurch Risse entstehen. Dieses Problem führt regelmäßig zu Millionenschäden in der Baubranche.

Der holländische Mikrobiologe Hendrik Jonkers hat sich überlegt, wie man Beton stärker und langlebiger machen kann. Er nahm sich menschliche Knochen als Vorbild und wie sie durch die natürliche Mineralisierung mit Hilfe von Osteoblasten geheilt werden. Die Frage war, wie sich diese Selbstregenerationstechnik auf Beton übertragen lässt? Jonkers entwickelte zwei Bakterien – Bacillus pseudofirmus und Bacilius cohnii – die bis zu 200 Jahre im Beton leben können und den Selbstheilungsprozess im Bedarfsfall initiieren. Durch das in winzige Risse eindringende Wasser wird von den Bakterien dieser Prozess ausgelöst. Sie beginnen nun fortan Kalkstein herzustellen und verbrauchen dabei gleichzeitig Sauerstoff. Dieser Vorgang sorgt dafür, dass der Beton von innen nicht korrodiert. Jonkers‘ Idee kann bis zu 50% der Lebenszykluskosten des Betons einsparen, denn er muss bei Rissen nicht repariert werden.

Hendrik Jonkers
Hendrik Jonkers und eine Probe seiner Erfindung: Milliardenkosten könnten dadurch eingespart werden. - Quelle: European Inventor Awards

Photokatalytische Baustoffe

Unter Photokalyse versteht man den Vorgang, bei dem mit Hilfe von Lichtpartikeln und einer speziell behandelten Oberfläche eine Katalyse ausgelöst wird. Dabei werden umweltschädliche Stickoxide, organische Verbindungen (die für einen unangenehmen Geruch sorgen) sowie Pilze und Bakterien zu unschädlichen, geruchsneutralen Verbindungen umgewandelt. Es entsteht lediglich Kohlenstoffdioxid und Wasser. Im Detail wird bei diesem Prozess die Oberfläche des zu schützenden Baustoffs, mit Nanopartikeln aus Titandioxid beschichtet, die in Verbindung mit Sonnenlicht ihre Arbeit verrichten. Dadurch ergeben sich eine Reihe von Anwendungen: man könnte dadurch die Luftqualität in Büroräumen verbessern, die Stickstoffbelastung in Regionen, die unter einem großen Verkehrsfluss leiden, verringern, sowie im Allgemeinen Oberflächenverschmutzungen bei Gebäuden stark reduzieren.

Die Erforschung und Entwicklung von innovativen und vor allem nachhaltigen Baustoffen läuft unter Hochdruck und wird unser aller Leben verändern und auch für mehr Sicherheit und Komfort sorgen. Wir sind gespannt!