Mikrofasergestützte

Mikrofasergestützte beschreibt Materialien oder Systeme, bei denen aktive Komponenten auf oder zwischen Mikrofasern immobilisiert sind. Der Begriff betont die Trägersubstanz aus Mikrofasern, die durch ihre hohe Oberflächenweite, Porosität und mechanische Stabilität die Aktivität und Verfügbarkeit der Trägersysteme verbessern kann.

Mikrofasern entstehen typischerweise durch Elektrospinnen, Melt-Spinning oder andere Spinnprozesse und können Polymerwerke wie Polyacrylonitril (PAN), Polyester oder Zellulose umfassen. Aktivstoffe wie Nanopartikel, Enzyme, Metall-Organische Gerüste (MOFs) oder Katalysatoren werden durch Beschichtung, Infiltration, chemische Bindung oder in-situ-Generierung an oder in die Fasern eingefügt. Die Struktur der Mikrofasern ermöglicht eine gute Massentransportkinetik und eine anpassbare Porosität.

Anwendungsfelder liegen insbesondere in der Umwelttechnik, der chemischen Verarbeitung, der Biotechnologie, der Sensorik und der Energiearealtechnik. Mikrofasergestützte Membranen oder Filtermedien dienen der Schadstoffentfernung und Trennung. In der Katalyse oder Photokatalyse können aktive Zentren effizient genutzt werden. Enzyme oder Biokatalysatoren lassen sich stabilisieren, Sensoren profitieren von verbesserter Empfindlichkeit, und in Energiespeicherbausteinen können Oberflächenbereiche die Leistung erhöhen.

Vorteile sind ein hoher Oberflächenanteil, verbesserter Massentransport, anpassbare Porenstrukturen und robuste mechanische Eigenschaften. Herausforderungen umfassen das Leaching aktiver Spezies, Langzeitstabilität, Skalierbarkeit der Produktion und Kosten.

Zukünftige Entwicklungen zielen auf vielseitige Trägermaterialien, funktionale Anbindungen, multifunktionale Membranen und integrierte Systeme für nachhaltige Prozesse.