Spin-off der Uni Kiel 24.09.2025, 17:30 Uhr

Dieses Material besteht fast nur aus Luft!

Ein Start-up, das sich aus dem Umfeld der Universität Kiel gründete, will mit einem extrem leichten Stoff ganze Industrien verändern. Das Material besteht fast vollständig aus Luft, lässt sich elektrisch steuern und eröffnet Anwendungen von Robotik bis Filtration.

Modell des innovativen neuen Nano-Materials in Form eines Balles

Das Modell deutet an, wie filigran die innere Struktur ist, wodurch sich das geringe Gewicht und die Leitfähigkeit ergibt.

Foto: Uni Kiel

Das Start-up Aero Materials GmbH zeigt, wie sich Forschung, die im universitären Labor entstand, auf den kommerziellen Markt übertragen lässt. Das Unternehmen entstand aus einer über zehn Jahre dauernden Forschungsarbeit an der Christian-Albrechts-Universität Kiel (CAU). Ihr Produkt: ein Material, das zu mehr als 99,9 Prozent aus Luft besteht und dennoch stabile Strukturen aufweist. Der Ansatz verbindet enorme Leichtigkeit mit hoher Funktionalität. Hinter der Entwicklung steht die Arbeitsgruppe des Materialwissenschaftlers Rainer Adelung. Das Team bringt mit dem nun vorgestellten Nano-Werkstoff neue eine Lösung. Die Grundidee: Luft mithilfe von Nanostrukturen in ein Gerüst zu fassen, das physikalische Eigenschaften wie Leitfähigkeit, Stabilität und Steuerbarkeit erhält.

„Unsere Aeromaterialien sind so leicht, dass man sie in der Hand kaum spürt“, erklärt Adelung. „Gleichzeitig sind sie so funktional, dass sie ganze Systeme ersetzen können. Für viele Anwendungen ist das ein echter Gamechanger.“ Mit diesem Anspruch strebt das Gründerteam an, gleich mehrere Technologiebereiche zu verändern. Vorgesehen sind zunächst vier große Einsatzfelder: die Aktorik, in der das Material Bewegungen energieeffizient einleitet; die Filtration, welche selbstreinigende Konzepte ermöglicht; die Optik, die neue Beleuchtungslösungen erlaubt; sowie die elektromagnetische Abschirmung leichtgewichtiger Bauteile. Der Werkstoff soll damit überall dort überzeugen, wo minimale Masse und maximale Funktionalität gefordert sind.

Bild eines Rasterelektronenmikroskops von der nanometerdünnen Schicht aus Graphen
Ein Blick durch das Rasterelektronenmikroskop zeigt die nanometerdünne Struktur.

Foto: Funktionale Nanomaterialien, Dr. Florian Rasch

Blick in die feinen Hohlröhren des Nano-Materials.
Die feinen Hohlröhren mit nanometerdünnen Graphen-Wänden machen das Material so besonders.

Foto: Funktionale Nanomaterialien, Dr. Florian Rasch

Das Gründerteam des Start-ups
Das Gründerteam von Aero Materials Caprice Mohr, Niklas Dreiskämper, Rainer Adelung (v. l.).

Foto: Uni Kiel

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR-Firmenlogo
Fachbereichsleitung Grün (m/w/d) Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR
Heilbronner Versorgungs GmbH-Firmenlogo
Planungsingenieur in den Bereichen Gas und Wasser (m/w/d) Heilbronner Versorgungs GmbH
Heilbronn Zum Job 
Flughafen München GmbH-Firmenlogo
Leiter Elektrotechnik / Stromnetzprojekte (w/m/d) Flughafen München GmbH
Oberding Zum Job 
Intego GmbH-Firmenlogo
Servicetechniker / Field Service Engineer (m/w/d) - Einsatz in Kalifornien (USA) Intego GmbH
Erlangen Zum Job 
PohlCon GmbH-Firmenlogo
Anwendungsingenieur (m/w/d) PohlCon GmbH
Sumitomo Rubber Europe GmbH-Firmenlogo
Ingenieur FEA (m/w/d) Reifensimulation in Hanau Sumitomo Rubber Europe GmbH
Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt)-Firmenlogo
Bauingenieurin / Bauingenieur (m/w/d) (Master/Uni-Diplom) Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt)
Bergisch Gladbach Zum Job 
wpd infrastruktur GmbH-Firmenlogo
Erfahrener Projektleiter Bau (m/w/d) wpd infrastruktur GmbH
Universität zu Köln-Firmenlogo
Bauingenieur*in oder Architekt*in (w/m/d) mit Vertiefung im Baubetrieb bzw. Projektmanagement Universität zu Köln
wpd infrastruktur GmbH-Firmenlogo
Erfahrener Elektroingenieur (m/w/d) für nationale Wind- und Solarenergieprojekte wpd infrastruktur GmbH
wpd construction GmbH-Firmenlogo
Erfahrener Projektleiter Elektrotechnik (m/w/d) wpd construction GmbH
Bietigheim-Bissingen Zum Job 
Universität zu Köln-Firmenlogo
Ingenieur*in (w/m/d) für Energiemanagement, Nachhaltigkeit und technische Gebäudeentwicklung Universität zu Köln
Boyd Weiler GmbH & Co. KG-Firmenlogo
CAD-Konstrukteur (m/w/d) Boyd Weiler GmbH & Co. KG
Weiler-Simmerberg Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Senior Ingenieur Systemintegration und KI-basierte Performancebewertung (w/m/d) TransnetBW GmbH
Stuttgart Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Systemführung Operative Betriebsplanung (w/m/d) TransnetBW GmbH
Stuttgart Zum Job 
Allbau Managementgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauprojektleiter (m/w/d) Allbau Managementgesellschaft mbH
DFS Deutsche Flugsicherung GmbH-Firmenlogo
Ingenieur* im Anforderungsmanagement DFS Deutsche Flugsicherung GmbH
WipflerPLAN Planungsgesellschaft-Firmenlogo
Bauingenieur / Bautechniker Kommunaler Tiefbau (m/w/d) WipflerPLAN Planungsgesellschaft
Donauwörth, Nördlingen, Pfaffenhofen an der Ilm, Lauf an der Pegnitz Zum Job 
VINCORION Advanced Systems GmbH-Firmenlogo
Information Security Manager (all genders) VINCORION Advanced Systems GmbH
Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences-Firmenlogo
Professur "Wirtschaftsinformatik und Datenbanken mit dem Schwerpunkt IT-Venture-Design, Digital Enterprise und innovativer Lehre in Makerspace-Settings (W2)" Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences
Düsseldorf Zum Job 

Ein Gerüst aus hohlen Nano-Strukturen

Das Herzstück der Entwicklung liegt in besonderen Zinkoxid-Strukturen. Diese winzigen Partikel sehen aus wie kleine Sterne mit vier Armen. Aus ihnen formen die Forschenden ein dreidimensionales Netzwerk, das anschließend mit wässriger Graphen-Suspension oder mit Silikat getränkt wird. Danach entfernen sie das ursprüngliche Zinkoxid chemisch. Zurück bleibt eine hohle Nanostruktur, die aus ultradünnen Röhrchen besteht. So entsteht ein hochporöses Netz aus Graphen oder Glas, das fast ausschließlich aus Luft besteht. Der extrem geringe Materialanteil führt zu einer außergewöhnlich niedrigen Dichte, während Durchlässigkeit für Gase und Flüssigkeiten erhalten bleibt. Dieses Grundprinzip bildet die Basis des Nano-Werkstoffs aus Luft.

In der Praxis bedeutet das eine enorme Chance, alltägliche technische Anwendungen neu zu denken. Besonders im Bereich der Aktorik sieht das Unternehmen sein erstes Marktpotenzial. Dort geht es darum, elektrische Signale direkt in mechanische Bewegungen zu übersetzen. Der Nano-Werkstoff aus Luft bringt dafür entscheidende Eigenschaften mit: Graphen ist leicht, robust und elektrisch leitfähig. Fließt Strom hindurch, erhitzt sich das Gerüst binnen Millisekunden, die eingeschlossene Luft dehnt sich aus und erzeugt eine unmittelbar verfügbare Kraft. Damit können kleinste Bauteile präzise bewegt, geschnitten oder geschaltet werden. Der Gewichtsvorteil ist dabei enorm: Schon ein Materialstück mit nur wenigen Milligramm Eigenmasse kann Lasten im Kilogrammbereich bewegen – eine Leistung, die herkömmliche Materialien kaum erreichen.

Nano-Material erzeugt direkt Bewegung

Das Konzept unterscheidet sich deutlich von konventionellen pneumatischen Techniken, bei denen Kompressoren, Schläuche und Ventile unverzichtbar sind. Der Nano-Werkstoff aus Luft ermöglicht Bewegungen allein mit Hilfe des Materials und elektrischer Impulse. Ganze Systeme werden dadurch kompakter, leichter und wartungsärmer. „Das senkt den Wartungsaufwand und erlaubt besonders kompakte, flexible Konstruktionen – etwa für robotische Anwendungen“, betont Caprice Mohr, Masterstudentin und technische Geschäftsführerin des Startups. Für viele industrielle Bereiche könnte dies eine nachhaltige und energieeffiziente Alternative darstellen. Insbesondere in Robotik und Automatisierung eröffnen sich neue Umsetzungsmöglichkeiten, da bauliche Einschränkungen entfallen und Baugruppen deutlich mobilisiert werden können. Die Technologie verspricht somit eine Reduktion von Aufwand und Energieverbrauch, ohne auf Präzision verzichten zu müssen. Gleichzeitig lässt sich die Idee auch für ganz andere Funktionsweisen adaptieren.

So prüfte das Team in ersten Projekten die Eignung des Materials als Lautsprechermembran. Da das ultraleichte Netzwerk direkt elektrisch angeregt wird, versetzt es sich in Schwingung. Der hörbare Frequenzbereich lässt sich dadurch vollständig abdecken. Gleichzeitig reagiert die Membran sehr schnell, da ihre Masse im Vergleich zu klassischen Komponenten fast vernachlässigbar ist. Diese Eigenschaft könnte bei der Entwicklung besonders präziser Audiosysteme vorteilhaft sein. Auch bei Filtern brachte der Werkstoff bemerkenswerte Ergebnisse hervor: Weil leitfähige Oberflächenpartikel einfach ausgebrannt werden können, war ein Prototyp in der Lage, sich selbst zu reinigen. Ein erster Testeinsatz auf einem Flugzeug bestätigte diese Funktion eindrucksvoll. Damit ist der Nano-Werkstoff aus Luft auch als selbstregenerierendes Filtersystem interessant und bietet einen praktischen Mehrwert für Anwendungen, bei denen Wartungsreduktion entscheidend ist.

Ein Beitrag von:

  • Nina Draese

    Nina Draese hat unter anderem für die dpa gearbeitet, die Presseabteilung von BMW, für die Autozeitung und den MAV-Verlag. Sie ist selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themen: Automobil, Energie, Klima, KI, Technik, Umwelt.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.