Moderne Werkstoffe: Von Bronze bis zur Nanotechnologie

1. Bronze und das Siliziumzeitalter

Bronze entsteht durch die Mischung von Kupfer und Zinn in geringen Mengen. Das Siliziumzeitalter verdankt seinen Namen der Revolution durch integrierte Schaltkreise, die maßgeblich auf Silizium basieren.

2. Strategische Mineralien: Coltan

Coltan ist eines der bedeutendsten strategischen Mineralien. Es besteht aus Tantalit und Columbit. Es zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

• Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit
• Supraleitfähigkeit
• Speicherung großer elektrischer Ladungen mit langsamer Abgabe

Es wird in der Mobilfunkbranche, für Computer und in der Luftfahrtindustrie verwendet.

3. Eigenschaften und Verwendung von Metallen

Metalle sind sehr zäh, dehnbar und besitzen eine hohe thermische sowie elektrische Leitfähigkeit. Sie weisen eine hohe Dichte auf und sind oft magnetisch. Sie lassen sich leicht formen und werden häufig als Leiter eingesetzt. Beispiele sind:

• Aluminium, Zink und Nickel
• Lithium und Zinn

Verwendung finden sie unter anderem in Farbdosen und Ventilen.

4. Keramische Werkstoffe und Glasfaser

Keramische Werkstoffe sind sehr spröde und haben eine sehr niedrige elektrische sowie thermische Leitfähigkeit. Es handelt sich um anorganische, nicht-metallische Materialien, die als Isolatoren dienen. Beispiele sind Glasfasern oder Tonplatten, die in Raumschiffen, Flugzeugen und Schiffen eingesetzt werden.

Glasfaser (Fiber Optica)

Die Glasfaser ist ein Übertragungsmedium für Daten in Netzwerken. Sie besteht aus einem feinen, transparenten Faden aus Glas oder Kunststoff. Sie wird primär in der Telekommunikation und in lokalen Netzwerken verwendet.

5. Polymere und Verbundwerkstoffe

Polymere entstehen durch die Vereinigung von Monomeren. Sie dienen der Isolierung und Abdichtung. Beispiele sind Kunststoff, Gummi und Silikon. Sie werden verwendet für:

• Reifen, Schmierstoffe und Klebstoffe
• Medizinische Produkte wie Kontaktlinsen, Herzventile und Brustimplantate

Verbundwerkstoffe (Composites)

Diese Materialien zeichnen sich durch ein niedriges Gewicht aus. Sie sind korrosionsbeständig und feuerfest. Einsatzgebiete sind das Bauwesen sowie die Luft- und Raumfahrt.

6. Kohlenstofffaser und Nanotechnologie

Kohlenstofffaser besteht aus geflochtenen Kohlenstoffdrähten. Das Material ist sehr zäh, leicht, korrosionsbeständig und feuerfest. Es wird im Sport, für Musikinstrumente, Boote, Hubschrauberrotoren und in der Luftfahrtindustrie eingesetzt.

Nanotechnologie

Die Nanotechnologie befasst sich mit den Eigenschaften von Materie auf der Nanometerskala.

7. Abfallmanagement und Abfallarten

Abfall umfasst alle Festkörper, die als Produkt menschlicher Aktivitäten entstehen und entsorgt werden müssen. Ein Rückstand ist ein Material, das bei der Herstellung, Verarbeitung oder Reinigung anfällt, wenn der Eigentümer keine Verwendung mehr dafür hat.

Arten von Abfällen

• Siedlungsabfälle (Hausmüll)
• Medizinische Abfälle (Sanitärbereich)
• Industrie- und Landwirtschaftsabfälle
• Radioaktive Abfälle