Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) gelten im Allgemeinen als sicherer in der Verwendung im Vergleich zu einigen alternativen Materialien wie Ruß, vor allem wegen der geringeren Freisetzung von Nanopartikeln und der potenziell geringeren Umweltauswirkungen. Ihre Sicherheit und Umweltfreundlichkeit hängen jedoch von verschiedenen Faktoren ab, darunter Produktionsmethoden, Auswirkungen auf den Lebenszyklus und Nachbearbeitungstechniken.
Produktion und Umweltauswirkungen:
Kohlenstoff-Nanoröhren werden häufig mit anderen Materialien auf Kohlenstoffbasis wie Ruß und Graphen verglichen. Ruß hat höhere CO2-Emissionen und höhere Belastungsanforderungen in Verbundwerkstoffen, so dass CNTs in einigen Anwendungen die umweltfreundlichere Wahl sind, z. B. in der Reifenherstellung, wo eine Studie von Michelin aus dem Jahr 2020 eine geringere Freisetzung von Nanopartikeln aus CNT-verstärkten Reifen ergab. Graphen ist trotz seiner hohen Leistungsfähigkeit mit Problemen bei den Produktionsmethoden konfrontiert, insbesondere bei den energieintensiven und chemisch aggressiven "Top-down"-Methoden wie dem Verfahren von Hummer.Technologische und fertigungstechnische Bereitschaft:
Die Produktion von CNTs umfasst verschiedene Technologien und Bereitschaftsgrade, wobei der Schwerpunkt auf Nachbearbeitungs- und Dispersionstechniken liegt, um ihre effektive Integration in verschiedene Anwendungen zu gewährleisten. Der IDTechEx-Bericht vergleicht verschiedene Arten von CNTs (MWCNTs, FWCNTs, SWCNTs) und ihre Produktionsprozesse und unterstreicht die Notwendigkeit einer umfassenden Lebenszyklusanalyse, um ihre Umweltfreundlichkeit wirklich zu beurteilen. Dabei werden die verwendeten Rohstoffe, die Produktionsprozesse und die Endnutzung berücksichtigt, um sicherzustellen, dass sie nicht nur umweltfreundlich, sondern auch in Bezug auf Leistung und Kosten wettbewerbsfähig sind.
Sicherheits- und Gesundheitsaspekte:
CNT bieten zwar hervorragende mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften, doch ist ihre Sicherheit bei der Verwendung ein entscheidender Aspekt. Die potenziellen Gesundheitsrisiken, die von Nanopartikeln ausgehen, sind bedenklich, aber Studien wie die von Michelin legen nahe, dass CNTs so konstruiert werden können, dass solche Risiken minimiert werden. Der Einsatz von CNT in verschiedenen Branchen, von der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Sportgeräten, unterstreicht die Notwendigkeit einer strengen Sicherheits- und Umweltverträglichkeitsprüfung.
