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Woher bekommt das Silvester-Feuerwerk seine Farben?
Allgemein

Ein Silvester ohne Feuerwerk? Das ist für die meisten Deutschen undenkbar. Rund 110 Millionen Euro geben wir hierzulande jährlich für Böller, Bomben und Raketen aus – mindestens. Um Mitternacht knallt und donnert, zischt und pfeift es nahezu an jedem Haus und an jeder Straßenecke. Schon bald ist alles in dichte Rauchschwaden gehüllt und der Geruch von Schwefel hängt in der Luft. Immer wieder faszinierend sind jedoch die schillernden Farben, mit denen die Raketen die erstaunlichsten Formen an den Nachthimmel malen. Aber was macht das Silvester-Feuerwerk eigentlich so bunt?

„Erst muss eine Flamme erzeugt werden, im primitivsten Fall durch das Abbrennen von Schwarzpulver“, sagt der Chemiker Walter Wagner von der Universität Bayreuth. Diese sei schon gelblich gefärbt. In der Leuchtmischung befänden sich aber auch noch bestimmte Metallsalze, die dann die anderen Farben lieferten. „Häufig eingesetzt werden Calciumsalze für gelbe, Strontiumsalze für rote, Bariumsalze für grüne und Kupfersalze für blaue Farbeindrücke“, erklärt Martin Panthöfer vom Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie der Universität Mainz.
Pyrotechnik macht alle Farben möglich

Im Silvesterfeuerwerk können prinzipiell alle Farbtöne mit der Ausnahme von schwarz produziert werden. Ausgangspunkt sind dabei die Primärfarben blau, grün, rot und gelb in Form der dafür verantwortlichen Salze. „Möchte man nun die Sekundärfarbe ‚violett‘ erzeugen, geht dies über die Kombination von Kupfersalzen und Strontiumsalzen“, erläutert der Pyrotechniker Andreas Glasmacher aus Eitorf an der Sieg.

Der funkelnde Goldschweif einer Silvesterrakete entsteht dagegen durch das im Raketentreibsatz enthaltene Schwarzpulver. „Möchte ich einen silbernen Schweif haben, füge ich dieser Rezeptur ein wenig hochfeines Titan hinzu“, beschreibt Glasmacher die Tricks der Feuerwerk-Entwickler. Durch das Abbrennen beim Aufstieg der Rakete sehe es dann so aus, als würde die Rakete einen Schweif hinter sich herziehen. „Blitze und Lichterscheinungen ohne Farbeindruck werden in der Regel durch elementares Magnesium oder Aluminium erzeugt“, ergänzt Panthöfer.
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Farbbrillianz von Feuerwerkseffekten variiert

Wer beim Silvester-Spektakel genau hinschaut, meint große Unterschiede bei der Brillianz der Effekte festzustellen. Täuscht der Eindruck oder gibt es tatsächlich gute und schlechte Raketen? „Ja“, meint Wagner. Es existierten sogar sehr große Unterschiede. Um besonders eindrucksvolle Farben zu erhalten, würden dem normalen Raketenrezept so genannte Brillianz-Zusätze beigemischt, zum Beispiel Aluminium-Pulver. Das brenne weiß und erhöhe die Leuchtkraft durch eine Art „Hintergrundbeleuchtung“.

Doch bei aller Begeisterung für Raketen und Böller: Den Chemikern und Pyrotechnikern zufolge handelt es sich dabei um ein extrem „heißes“ Vergnügen. Die Temperaturen beim Abbrennen eines Leuchtsatzes lägen im Schnitt zwischen 1.000 und 1.500 Grad Celsius. „Kurzfristig können bei Farben mit elementaren Metallen wie Aluminium oder Magnesium 2.000 Grad erreicht werden“, meint Wagner. Abstand halten beim Abschießen der Feuerwerkskörper ist deshalb wichtig, um Verbrennungen zu vermeiden.
Autor: Predatorfighter | Sonntag 08. 06. 2025 0 Kommentare


Chemiker entwickeln durchsichtiges Holz
Allgemein Werden Fensterscheiben künftig biologisch abbaubar?



Bio-Glas? Chemiker haben ein semi-transparentes Material entwickelt, das fast ausschließlich aus Holz und anderen natürlichen Substanzen besteht. Das durchsichtige Holz ist robust und leitet dank einer Verdrahtung auch Strom und könnte daher künftig beispielsweise für wärmedämmende Fensterscheiben oder Touchscreens verwendet werden. Mit einigen Optimierungen könnte es obendrein künftig biologisch abbaubar und dann eine umweltfreundliche Alternative zu den bisher verwendeten Kunststoffgläsern sein.

Kunststoffe sind billig, leicht herzustellen und zu verarbeiten und daher in unserem Alltag allgegenwärtig. „In der heutigen Zeit ist Plastik überall, auch in den Geräten, die wir mit uns herumtragen. Und es ist ein Problem, wenn wir das Ende der Lebensdauer dieser Geräte erreichen. Denn Plastik ist nicht biologisch abbaubar“, sagt Bharat Baruah von der Kennesaw State University in Georgia. Um das zu ändern, hat der Chemiker nun eine Plastikalternative entwickelt, die aus natürlichen Substanzen besteht, und auf dem Frühjahrstreffen der American Chemical Society vorgestellt.

Zusammen mit seinem Team entwickelte Baruah sogenanntes transparentes Holz. Dieser Verbundwerkstoff besteht aus ganz normalem Holz, dem zwei seiner drei faserigen Polymer-Komponenten entzogen werden, um es durchsichtig zu machen: Hemizellulose und Lignin. Übrig bleibt ein poröses, papierartiges Netzwerk aus reiner Zellulose. Dessen Poren werden dann mit einem farblosen Polymer-Material gefüllt, so dass ein semi-transparentes und zugleich stabiles Material entsteht.
Zutaten: Holz, Reis und Eier

Anders als bisherige Forscher verwendeten Baruah und seine Kollegen für die Füllung jedoch kein Epoxidharz – ein Kunststoff –, um den empfindlichen Holzfasern Festigkeit zu verleihen. Stattdessen nahmen die Chemiker historischen Zement als Vorbild, der aus Sand, Klebreis und Eiweiß hergestellt wurde. Nach dieser Rezeptur baute man in Indien bereits vor Jahrhunderten robuste Häuser, lange bevor moderne Zementmischungen erfunden wurden.
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Baruah und sein Team verwendeten in ihren Experimenten das ultraleichte und elastische Weichholz des Balsabaums und entzogen diesem in einer Vakuumkammer mithilfe verschiedener Chemikalien – darunter Natriumsulfit, Natriumhydroxid und verdünntes Bleichmittel – zunächst das Lignin und die Hemizellulose. Dann tauchten sie die verbliebene Zellulose in eine Mischung aus Eiweiß und Reisextrakt.

Damit das natürliche Polymer-Material aushärtet und dennoch durchsichtig bleibt, fügten sie zudem kleine Mengen Diethylentriamin hinzu. Diese Substanz und die verwendeten Chemikalien sind zwar im Gegensatz zu Holz, Reis und Eiern nicht natürlich nachwachsende Stoffe, in kleinen Mengen jedoch nicht umweltschädlich, wie das Team betont.
Fensterglas aus Holz isoliert Wohnräume

Das Ergebnis dieses experimentellen Prozesses waren dünne, halbtransparente „Holzscheiben“, die zugleich robust und erstmals auch flexibel waren. Aus diesem Material bauten die Forschenden testweise Fensterglas für ein Vogelhaus. Dann stellten sie dieses Vogelhaus und eine baugleiche Mini-Residenz mit normalem Glasfenster unter eine Wärmelampe.

Dabei zeigte sich, dass im Hausinneren um fünf bis sechs Grad kühlere Temperaturen herrschten, wenn es mit dem Holzmaterial „verglast“ war. Die Forschenden schließen daraus, dass der transparente Holzwerkstoff eine energiesparende, weil isolierende Alternative für Fensterglas sein könnte.
Verdrahtung im „Holzglas“ leitet Strom

Um zu testen, ob die Holzmaterialien auch für elektrische Geräte wie Smartphones verwendet werden können, baute das Team auch winzige Drähte aus Silber in einige der Proben ein. Durch diesen Zusatz wurde das transparente Holz stromleitend, wie Tests belegten. In dieser modifizierten Form könnte der Verbundwerkstoff künftig beispielsweise für Sensoren, Energiespeicher oder Beschichtungen für Solarzellen nützlich sein, berichten die Chemiker.

Die Silberdrähte sind allerdings nicht biologisch abbaubar und sollen daher in Folgeexperimenten durch andere leitfähige Materialien wie Graphen ersetzt werden. Ziel der Forschenden ist es, transparente Hölzer aus ausschließlich natürlichen und möglichst kostengünstigen Zutaten herzustellen, so dass die Materialien kompostierbar und wirtschaftlich rentabel wären.

Quelle: American Chemical Society

Autor: Predatorfighter | Sonntag 08. 06. 2025 0 Kommentare




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