Der militärischen Aufrüstung durch Drohnenbau und der Errichtung von Test- und Entwicklungszentren wie die in Gebze, folgt in der Türkei nun eine weiterer Technologieoffensive. Und wie gewohnt geht die neue industrielle Initiative mit globalstrategischen Zielsetzungen einher. Das dürfte nicht weiter überraschen. Denn in den letzten Jahren hat das Land durch ambitionierte wirtschaftliche Projekte, wie der Entwicklung von unbemannten Luftfahrzeugen und der Elektromobilität bewiesen, dass es sich jedem aufkommenden Technologietrend kompromisslos widmen kann. Erst kürzlich hat der türkische Industrie- und Technologieminister Mustafa Varank die Eröffnung einer Graphenproduktionsanlage des türkischen Technologieunternehmens Nanografi mit einer feierlichen Rede eingeweiht.

Die Türkei werde zu den 10 führenden Ländern in der Graphenproduktion gehören, so der Technologieminister. Zur industriellen Vision der Türkei gehören die Produktion langlebiger Materialien, ultraschneller Flugzeuge und die Entwicklung bionischer Technologien, betonte Varank. Der Technologiekonzern gibt an, in enger Beziehung zu inländischen Konzernen und der Verteidigungsindustrie zu stehen. Das Unternehmen sei zu 100 % durch Leistungen türkischer Ingenieure und inländischem Kapital aus dem Boden gestampft worden. Trotz der immer noch fehlenden Zahlen gibt das Unternehmen vor in der Lage zu sein, mit geringen Kosten und umweltfreundlichen Methoden produzieren zu können. Das Projektmanagement des Unternehmens erklärt zur Eröffnung, dass der optimierte und effiziente Herstellungsprozess die Produktion von Graphen mit einer speziellen Pflanze aus Indien vorsieht. Diese Methode sei effizienter als herkömmliche Prozesse, betont Varank und gibt zum Herstellungsprozess keine näheren Details.

Das Unternehmen ist gut vernetzt, unter anderem bestehen Kooperationen mit den renommierten Universitäten des Landes, dem Ministerium der Verteidigung und der türkischen Anstalt für wissenschaftliche und technologische Forschung TÜBITAK. Man sei stolz darauf, diesen bedeutenden Partnern F&E-Management bieten zu dürfen. Das Unternehmen gehört nach eigenen Angaben zum Ersten im Land, das Kohlenstoffnanoröhrchen in der Türkei kommerziell herstellt. 2020 sei die Anlage, eine der größten Graphen-Massenproduktionsanlagen der Welt, mit einer jährlichen Produktionskapazität von 100 Tonnen, erfolgreich fertiggestellt. Darüber hinaus beliefere das Unternehmen die Luftfahrt- und Automobilindustrie mit verwandten Hochleistungsmaterialien.

Die Türkei hat die wachsende Bedeutung von Graphen für ihre Wirtschaft, insbesondere die militärische Rüstung erkannt. Graphen verspricht der globalen Industrie eine Wende im Stile einer industriellen Revolution wie Industrie 4.0. Ein Hochleistungsmaterial für das die Nutzungsbereiche nicht auszudenken sind. Die Graphenproduktion- und forschung ist längst eine Disziplin des industriellen Wettbewerbs geworden und dient als politische Gebärde zur Verdeutlichung des ökonomischen Fortschritts, mit dem unmissverständlich Positionierung und globale Stärke kommuniziert werden. Aber wo beginnt dieser Hype um das Supermaterial? Den Anfang des Siegeszugs von Graphen markiert das Jahr 2004, in dem es zwei Forschern, Andre Geim und Konstantin Novoselov, gelingt, ein zweidimensionales Kohlenstoffkristall aus gewöhnlichem Graphen zu extrahieren. Graphen ist eine mikroskopisch dünne Schicht aus Graphitatomen bzw. Kohlenstoffatomen und praktisch gesehen ein zweidimensionales Gitter mit herausragenden Eigenschaften.

Die Herstellung der ersten einatomigen Graphenlagen ist verglichen mit dem steigenden Interesse der Industrie weniger spektakulär. Eine Forschergruppe um die Wissenschaftler Geim und Novoselov ziehen dünne Schichten Graphenlagen mittels eines Klebestreifens ab, in dem sie es auf Graphitpulver pressen. In den Jahren daraufhin beginnen intensive Forschungen zur Herstellung größerer Mengen Graphen. Heute bietet die chemische Herstellung das vielversprechendste Verfahren. Dabei wird Graphen durch die Reduktion von Graphenoxid hergestellt. 2008 berichtet das California Nanosystems Institute (CNSI) über ein solches Massenproduktionsverfahren, das auf der Reduktion von Graphitoxid in flüssigem Hydrazin basiert. Wie auch immer. Graphen gilt heute unbestreitbar als das vielversprechendste Material der Zukunft und könnte die industrielle Bedeutung von Plastik in die Geschichtsbücher katapultieren.

Viel Aufregung um ein Material also, unter dem sich die wenigsten Menschen etwas Konkretes vorstellen können. Und was ist der Unterschied zwischen Graphit und Graphen? Graphit ist der greifbare Festkörper, Graphen die extrem dünne Schicht aus Graphitatomen. Die in beiden befindlichen Elektronen verhalten sich jeweils unterschiedlich. Während beim Graphit die Elektronen der Kohlenstoffatome miteinander interagieren und so die Schichten aus Graphit miteinander verbinden, fehlt bei Graphen diese Verbindung. Dadurch lassen sich einzelne Schichten aus Atomen bilden, aus der sich verschiedenste Formen gestalten lassen. Die Forschung ist noch am Anfang, doch bereits jetzt übertreffen sich Wissenschaftler untereinander mit grenzüberschreitenden Zukunftsfiktionen. Von Akkus die sich binnen Minuten laden lassen über Superkameras bis zu einem 96.000 Kilometer langen Weltraumaufzug. Mit Graphen scheint jeder noch so technologischer Wahnwitz zum Greifen nahe. Auch in Deutschland laufen die Forschungen zur Massenproduktion von Graphen auf Hochtouren.

Im Rahmen der EU-Forschungsinitiative Graphene Flagship haben Wissenschaftler des Fraunhofer ISI Möglichkeiten der Industrialisierung und Kommerzialisierung von Graphen umfassend analysiert und bewertet. Noch im Jahr 2004 über das Abschälen von atomar dünnen Graphitschichten hergestellt, lassen sich heute, unter anderem Dank der Fortschritte, hohe Mengen an Graphen mit zuverlässiger und reproduzierbarer Qualität herstellen. Im Rahmen der Forschungsinitiative wurde auch die Entdeckung tausender geschichteter Materialien vorangetrieben. Diese sind in ihrer Eigenschaft und Anwendung komplementär zu Graphen. In den Veröffentlichungen zu Graphen im Fachmagazin 2D Materials, geben die Fraunhofer Wissenschaftler neben einem Überblick über die neuesten Ergebnisse der Technologie- und Innovations-Roadmap auch einen Einblick in Auswirkungen verwandter Materialien auf Produktionsprozesse und neue Wertschöpfungsketten. “Unser Ziel ist es, Graphen und verwandte Materialien in alltägliche Produkte und die Fertigung zu integrieren”, so Dr. Henning Döscher, der am Fraunhofer ISI die Arbeiten des Graphen-Roadmap-Teams leitet.

Man analysiere die wissenschaftlichen und technologischen Fortschritte auf diesem Gebiet sowie deren Potential, zukünftige industrielle Anforderungen zu erfüllen, so Döscher weiter. Graphen und verwandte Materialien schüfen Mehrwert in der gesamten Wertschöpfungskette. Diese gehe von der Verbesserung und Schaffung neuer Materialien bis hin zum Endprodukt. Man müsse dafür sorgen, dass Europa auf diesem Gebiet führend bleibt, um sicherzustellen, dass von den wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen der Entwicklung solcher Innovationen profitiert werden kann, so Döscher. Ob Europa in der Graphentechnologie führend sein wird bleibt abzuwarten. Denn auch andere Länder haben das Hochleistungsmaterial als unerschöpfliches Potenzial für ihre eigene Wirtschaft entdeckt. Russland, China und nicht zuletzt auch die Türkei.

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