Freeze-Casting: Wie Eis Kristalle in poröse Keramik verwandelt
Freeze-Casting, auch Ice-Templating genannt, nutzt die gerichtete Kristallisation von Wasser, um poröse Keramiken, Polymere und Metalle mit hierarchischen Strukturen zu erzeugen. Die Methode geht auf das Jahr 1954 zurück, erlebte aber erst ab 2001 einen Aufschwung. Sie findet Anwendung in Bereichen wie Tissue Engineering, Photonik und Zahnmedizin. Der Artikel erklärt die zugrunde liegenden Mechanismen, von der Keimbildung bis zur Morphologie der Poren, und zeigt, wie Parameter wie Gefriergeschwindigkeit und Partikelgröße die Struktur beeinflussen.
Die erste Beobachtung zellulärer Strukturen, die durch das Gefrieren von Wasser entstehen, geht über ein Jahrhundert zurück, aber der erste berichtete Fall von Freeze-Casting im modernen Sinne stammt aus dem Jahr 1954, als Maxwell et al. versuchten, Turbosupercharger-Schaufeln aus feuerfesten Pulvern herzustellen.