Phosphatbasierte

Phosphatbasierte Stoffe sind Verbindungen oder Materialien, die Phosphatgruppen PO4^3- als zentrale Bausteine enthalten oder daraus abgeleitete Strukturen aufweisen. Der Begriff umfasst sowohl anorganische Phosphate als auch organische Phosphatverbindungen und Hybridmaterialien, in denen Phosphatgruppen eine tragende Rolle spielen.

Zu den wichtigsten Unterkategorien gehören: anorganische Metallphosphate wie Aluminiumphosphat, Zirkoniumphosphat oder Calciumphosphate (einschließlich Hydroxylapatit), die eine zentrale Rolle in Biomedizin, Katalyse und Materialdesign spielen; phosphatbasierte Gläser und Keramiken, die sich durch Bioverträglichkeit, chemische Stabilität und gute Bindungseigenschaften auszeichnen; Calciumphosphat-Cemente, die als injizierbare Knochenersatz- und dentaler Zementmaterialien eingesetzt werden; sowie polyphosphatbasierte Polymere, die in spezialisierten Anwendungen wie Beschichtungen, Flammschutz oder in bestimmten Energiespeicher- und Umweltprozessen vorkommen.

Anwendungen reichen von der Biomedizin über Knochenersatz und Zahnersatz bis hin zu Energiespeichern (zum Beispiel LiFePO4 als Kathodematerial in Lithium-Ionen-Batterien), Katalyse sowie Umwelttechnik und Abfallbehandlung. Phosphatbasierte Materialien werden auch genutzt, um Giftstoffe zu adsorbieren, Katalysatoren zu unterstützen oder Abfallprodukte zu immobilisieren.

Herstellung erfolgt typischerweise durch lösungs- oder feuchtechemische Verfahren wie Präzipitation, Hydrothermales oder Sol-Gel-Verfahren, sowie durch keramische oder glasartige Herstellungsverfahren zur Erzeugung von Phosphatgläsern und -keramiken. Diese Materialien zeichnen sich durch Anpassbarkeit von Struktur, Porosität und mechanischen Eigenschaften aus, was ihre Vielseitigkeit in Forschung und Praxis erhöht.

Ökologische Aspekte betreffen Ressourcenverfügbarkeit für Phosphate, Umweltwirkungen von Phosphatsausträgen in Gewässern sowie Notwendigkeiten zum Recycling und zur nachhaltigen Nutzung phosphatbasierter Materialien.