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Biologisch inspirierte Schutzbeschichtung verlängert Lebensdauer von Flugzeuglagern
Ein Forschungsteam hat eine neuartige Kompositbeschichtung entwickelt, die Flugzeuglager zuverlässig vor Korrosion und Verschleiß schützt. Inspiriert von den Haftstrukturen von Miesmuscheln kombiniert sie Nanopartikel mit organischen Komponenten.
Lager in Flugzeugtriebwerken sind in maritimen Umgebungen besonders belastet: Salzsprühnebel und Ölverunreinigungen führen gleichzeitig zu Korrosion und Verschleiß. Um diesen doppelten Herausforderungen zu begegnen, entwickelten Forschende eine neuartige Beschichtung, die sich an der Haftmechanik von Miesmuscheln orientiert.
Die Beschichtung basiert auf einem polydopamin- und nano-SiO₂-modifizierten Stearinsäure-Komposit, das per In-situ-Polymerisation auf Lagerstahl aufgebracht wird. Labortests zeigten eine deutliche Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit: Die Stromdichte im Seewasser sank von 3,87 × 10⁻⁵ A/cm² auf 2,13 × 10⁻⁷ A/cm².
Veranstaltungstipp: Korrosionsschutz
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Hydrophobe Oberfläche und verbesserte Reibungsleistung
Durch die biomimetische Mikrostruktur stieg der Kontaktwinkel der Oberfläche von 76,84° auf 145,1°, was eine ausgeprägte Hydrophobie belegt. Unter hohen Belastungen von 17,55 GPa zeigte die Beschichtung plastische Verformbarkeit und einen stabilen Reibungskoeffizienten zwischen 0,11 und 0,12.
Berechnungen nach den Prinzipien der Quantenmechanik ergaben zudem, dass Polydopamin als Zwischenschicht die minimale Grenzflächenenergie von 14,11 kJ/mol auf 23,96 kJ/mol erhöht. Insgesamt deutet die Studie darauf hin, dass die entwickelte Kompositbeschichtung die Lebensdauer von beweglichen Bauteilen wie Flugzeuglagern in maritimen Einsatzumgebungen erheblich verlängern kann.
Quelle: Wang, J. et al., Exploration of aviation bearings protection: Highly corrosion-resistant and wear-resistant biomimetic composite coatings inspired by mussels. Prog. Org. Coat. 203, 109183 (2025).
