Neues Glas ist 10x stabiler und besser für die Umwelt

Forschende der Penn State University haben ein neuartiges Glas entwickelt, das 10x stabiler als herkömmliches Glas ist. Es trägt den Namen Lionglass – benannt nach dem Berglöwen-Maskottchen der Uni. Neben seiner Robustheit ist es auch besser für die Umwelt. Denn: „Lionglass macht die Verwendung von kohlenstoffhaltigen Materialien überflüssig und senkt die Schmelztemperatur von Glas erheblich“, sagt der Studienleiter John Mauro in einer Mitteilung.

Normalerweise wird standardmäßiges Kalk-Natron-Silikatglas aus Quarzsand (Siliziumdioxid), Soda (Natriumcarbonat) und Kalk (Calciumcarbonat) bei über 1.200 Grad Celsius geschmolzen. Im Rahmen dieses Prozesses wird CO2 freigesetzt - einerseits beim Aufheizen des Ofens, andererseits im Laufe des Schmelzprozesses selbst. Weltweit würden bei der Glasherstellung mindestens 86 Millionen Tonnen CO2 jährlich freigesetzt, heißt es. Mit dem neuen Glas ließe sich dieser Fußabdruck um die Hälfte reduzieren.

30 Prozent weniger Energie

Dafür haben die US-Forscher*innen an der Zusammensetzung gefeilt und die Schmelztemperatur um 300 bis 400 Grad Celsius gesenkt. Dabei haben sie etwa Soda und Kalkstein durch Aluminiumoxid oder eine Eisenverbindung ersetzt. Der Energieverbrauch fiel im Vergleich zu Standard-Glas um rund 30 Prozent geringer aus.

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Daneben ist das Lionglass 10x beständiger gegen Risse als normales Glas. Bei der sogenannten Vickers-Härteprüfung, bei der eine Kraft mit einem Diamant-Körper auf das Material gedrückt wird, hat sich gezeigt, dass auch bei einer Belastung von einem Kilogramm keine Risse entstehen. Zum Vergleich: Bei herkömmlichen Glas reicht dafür eine Belastung von rund 0,1 Kilogramm.

Leichter und dünner

„Schadensresistenz ist eine besonders wichtige Eigenschaft für Glas“, so Mauro. Insbesondere in der Automobilbranche, in der Architektur oder in der Kommunikationstechnologie bei Glasfasern sei man ihm zufolge auf starkes Glas angewiesen. Ein großer Vorteil des Lionglass sei, dass bisherige Produkte damit leichter ausfallen können, zumal das Glas durch die bessere Robustheit dünner sein kann. Das gesamte Potenzial des Lionglass wird aktuell noch erforscht.

„Wir sollten die Stärke reduzieren können und trotzdem das gleiche Maß an Schadensresistenz erhalten“, so der Studienleiter. Ein leichteres Produkt sei zudem besser für die Umwelt, weil für die Produktion weniger Rohstoffe und Energie verbraucht würden.