Nachhaltigkeit 06.07.2023, 07:40 Uhr

Stärker als je zuvor: Wird LionGlass die Glasindustrie neu definieren?

Forschende der Pennsylvania State University haben ein neues Glas namens LionGlass entwickelt, das nicht nur umweltfreundlicher in der Produktion ist, sondern auch eine deutlich erhöhte Widerstandsfähigkeit aufweist.

Glas

Stark und nachhaltig: LionGlass - Das Glas der Zukunft? (Symbolbild)

Foto: PantherMedia / Arsgera

Gewöhnliches Glas wird hergestellt, indem Siliziumdioxid (Quarzsand), Calciumcarbonat (Kalk) und Natriumcarbonat (Soda) bei extrem hohen Temperaturen von etwa 1.200 Grad Celsius geschmolzen werden. Diese Schmelzprozesse während der Glasproduktion tragen zu einem jährlichen Ausstoß von etwa 86 Millionen Tonnen CO2-Emissionen bei. Und das ist gar nicht so wenig. Eine neue Art von Glas verspricht, diesen CO2-Fußabdruck um die Hälfte zu reduzieren.

Die Erfindung mit dem Namen LionGlass, entwickelt von Forschenden der Pennsylvania State University, erfordert deutlich weniger Energie zur Herstellung. Außerdem sei es viel widerstandsfähiger gegen Beschädigungen als herkömmliches Natron-Kalk-Silikat-Glas. Durch die veränderte Zusammensetzung wird der Schmelzpunkt um mehrere Hundert Grad reduziert.

Stellenangebote im Bereich Kunststofftechnik

Kunststofftechnik Jobs
battenfeld-cincinnati Germany GmbH-Firmenlogo
Maschinenbaukonstrukteur Werkzeugkonstruktion (m/w/d) battenfeld-cincinnati Germany GmbH
Bad Oeynhausen Zum Job 
PASS GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur für Anlagentechnik und Prozessautomatisierung (m/w/x) PASS GmbH & Co. KG
Schwelm Zum Job 
Hillenbrand-Firmenlogo
Inbetriebnahmeingenieur/-techniker (m/w/d) Verfahrenstechnik Hillenbrand
Stuttgart Zum Job 
ITW Fastener Products GmbH-Firmenlogo
Technische:r Vertriebsingenieur:in für VW ITW Fastener Products GmbH
Creglingen-Münster Zum Job 
Montanuniversität Leoben-Firmenlogo
Universitätsprofessur (m/w/d) für das Fachgebiet Verarbeitung von Verbundwerkstoffen und Design für Recycling Montanuniversität Leoben
Leoben (Österreich) Zum Job 
ITW Fastener Products GmbH-Firmenlogo
Ingenieur oder Techniker als Projektmanager Innovation (m/w/d) ITW Fastener Products GmbH
Creglingen Zum Job 
Völkl Sports GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur - Projektleiter Entwicklung Ski (m/w/d) Völkl Sports GmbH
Straubing Zum Job 
Neoperl GmbH-Firmenlogo
Laboringenieur (m/w/d) Werkstoffe Neoperl GmbH
Müllheim Zum Job 
PARI Pharma GmbH-Firmenlogo
Senior Projekt-/Entwicklungsingenieur (m/w/d) in der Konstruktion von Medizingeräten PARI Pharma GmbH
Gräfelfing bei München Zum Job 

Schmelztemperatur von Glas reduziert

„Unser Ziel ist es, die Glasproduktion langfristig nachhaltig zu gestalten“, sagte John Mauro, Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen an der Universität und leitender Forscher des Projekts. „Während des Schmelzprozesses des Glases zersetzen sich die Carbonate zu Oxiden und setzen Kohlendioxid frei, das in die Atmosphäre gelangt“, erklärte Mauro. „LionGlass verzichtet auf den Einsatz kohlenstoffhaltiger Rohmaterialien und senkt die Schmelztemperatur von Glas signifikant“, wird er in der Pressemeldung zitiert.

Um diese Werte zu erreichen, hat das Team mit der Zusammensetzung des Glases experimentiert. Dabei wurden beispielsweise Aluminiumoxid oder Eisenverbindungen anstelle von Soda und Kalkstein verwendet. Dies führte zu einer Senkung der Schmelztemperatur um etwa 300 bis 400 Grad Celsius. Dadurch konnte der Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichem Glas um etwa 30 Prozent reduziert werden.

Widerstandsfähigkeit erhöht

Zusätzlich weist LionGlass eine weitere äußerst praktische Eigenschaft auf: Das neue Glas ist wesentlich widerstandsfähiger als herkömmliches Glas. Obwohl das herkömmliche Glas viele Vorteile bietet, leidet es unter einem bedeutenden Nachteil –  seiner Zerbrechlichkeit. Auch hier könnte LionGlass demnächst punkten.

Wie bereits erwähnt, ist LionGlass mindestens 10-mal widerstandsfähiger als herkömmliches Glas. Um dies festzustellen, führte das Team Tests mit einer Diamantpresse durch und selbst bei einer Belastung von einem Kilogramm traten keine Risse auf. Im Vergleich dazu tritt bei normalem Glas bei dieser Presse bereits bei einer Belastung von 0,1 Kilogramm ein Bruch auf. Es sei anzunehmen, dass die Widerstandsfähigkeit von LionGlass sogar noch höher ist.

„Wir haben den Druck auf LionGlass immer weiter erhöht, bis wir die maximale Belastung erreicht hatten, die das Testgerät zulässt“, kommentierte Nick Clark, der ebenfalls zum Forscherteam gehört. „Es wollte einfach nicht brechen.“

Eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen bedeutet, dass das Glas eine längere Lebensdauer hat und weniger anfällig für Rissbildung und Bruch ist.

„Die Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen ist eine besonders wichtige Eigenschaft für Glas“, sagte Mauro. „Denken Sie darüber nach, wie sehr wir uns auf die Festigkeit von Glas verlassen, sei es in der Automobilindustrie, der Elektronikindustrie, der Architektur oder in der Kommunikationstechnologie wie Glasfaserkabeln. Selbst im Gesundheitswesen werden Impfstoffe in robusten, chemisch beständigen Glasverpackungen aufbewahrt.“

Was hat ein Berglöwe mit diesem Glas zu tun?

Warum heißt eigentlich das neue Glas „LionGlass“? Das ist eine berechtigte Frage, denn man erwähnt eher selten einen Löwen in Verbindung zu Glas. Der Name „LionGlass“ wurde in Anlehnung an das Maskottchen der Pennsylvania State University, einen Berglöwen, gewählt. Nun bleibt es abzuwarten, ob der Berglöwe auf dem Markt zuschlägt. Schließlich hat das Forschungsteam kürzlich einen Patentantrag gestellt, als ersten Schritt zur Markteinführung des Produkts.

Ein Beitrag von:

  • Alexandra Ilina

    Redakteurin beim VDI-Verlag. Nach einem Journalistik-Studium an der TU-Dortmund und Volontariat ist sie seit mehreren Jahren als Social Media Managerin, Redakteurin und Buchautorin unterwegs.  Sie schreibt über Karriere und Technik.

Themen im Artikel

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.