Absorptionsmaterialien

Absorptionsmaterialien bezeichnet man Materialien, die Energie aus verschiedenen Quellen aufnehmen und diese Energie in andere Formen umwandeln, meist in Wärme. Sie finden Anwendung dort, wo Reflektionen, Schwingungen oder unerwünschte Strahlung reduziert werden sollen. Je nach Art der absorbierten Energie spricht man von akustischen, optischen, elektromagnetischen oder thermisch-feuchtigkeitsbezogenen Absorbern.

Akustische Absorber verringern Geräusche durch Porosität, Dämpfungsschichten oder unregelmäßige Oberflächen. Optische Absorber wandeln Licht oder IR-Strahlung durch elektronische Übergänge oder Plasmonen in Wärme um und werden für Filter, Verdunkelung oder Schichtbeschichtungen eingesetzt. Elektromagnetische Absorber schützen elektronische Systeme vor Störungen oder ermöglichen effiziente Energieübertragung in Funk- und Mikrowellenbereichen. Thermische oder feuchtigkeitsabsorbierende Materialien speichern Wärme oder Feuchtigkeit und dienen Klimasteuerung und Verpackungsschutz.

Die Absorption beruht auf Mechanismen wie poröse Strukturen, Reibung und viscose Verluste bei Schallerzeugung, oder bei optischer und elektromagnetischer Absorption auf elektronische Übergänge, Relaxationsprozesse, Dielektrizitäts- und magnetische Verluste. Die Wirksamkeit hängt vom Frequenz-, Temperatur- und Umgebungsbereich, sowie von Dicke, Dichte und Impedanzanpassung ab.

Typische Anwendungen umfassen die Gebäudedämmung und Raumakustik, Fahrzeug- und Maschinenbau, Gehäusedämpfung in Elektronik, optische Filter, Schwarze Beschichtungen in Sonnenkollektoren, sowie RF- und Mikrowellen-Absorption in Telekommunikations- und Schutzgeräten.

Beispiele für Materialien sind Schaumstoffe aus Polyurethan oder Melamin, Mineralwolle, Holzfasern, poröse Metalle, schwarzer Pigment- oder Gewebebeschichtungen für optische Absorption, Ferrit- und kohlenstoffbasierte Absorber sowie Forschungstrends wie Metamaterialien und nanostrukturierte Schichten.

Umweltaspekte betreffen Herstellung, Brandverhalten, Entsorgung und Recycling. In Normen werden Eigenschaften wie der Absorptionskoeffizient, das Frequenzspektrum und die Wärmeleistung bewertet.