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Mittwoch, 22. Mai 2019
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Wissenschaft & Technik, Technologien, Funktionalbeschichtungen

Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Dienstag, 21. November 2017

Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – dank eines neuartigen Werkstoffes können viele Alltagsprodukte bald von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren.

rente Beschichtung für Alltagsanwendungen. Quelle: Bastian E. Rapp, KIT

rente Beschichtung für Alltagsanwendungen. Quelle: Bastian E. Rapp, KIT

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen Wissenschaftler mit superhydrophoben Oberflächen nach.

Unempfindlich gegenüber Abrasion

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) arbeiten Wissenschaftler an einer neuen Klasse solcher Werkstoffe. Sie verbinden dabei die Eigenschaften von Fluorpolymeren mit der von Lotuspflanzen bekannten Rauigkeit. So erreichen sie Oberflächen, von denen sowohl Öle als auch Wasser abperlen. Die neuen Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe chemische und thermische Stabilität aus. Erstmals ist es den Forschern jetzt gelungen, einen fluorierten Polymerschaum zu entwickeln, der überdies transparent und unempfindlich gegenüber Abrasion ist. Dieses "Fluoropor" stellen sie im Journal Nature Scientific Reports vor.

Ideal als Beschichtung für Glas

Superhydrophobe Eigenschaften entstehen durch Strukturierung auf der Nano- bis Mikroskala. Durch diese extrem feinen Strukturen sind die Oberflächen grundsätzlich äußerst empfindlich gegen Abrieb und damit nicht robust genug für alltägliche Anwendungen. Bei "Fluoropor" hingegen ist die Nano-/Mikrostruktur nicht auf die Oberfläche beschränkt, sondern erstreckt sich durch das gesamte Volumen des Materials. Dadurch erreicht der Werkstoff eine hohe Abriebfestigkeit auf lange Sicht. Der Schaum weist winzige Poren mit einem Durchmesser unterhalb der Wellenlänge sichtbaren Lichts auf, sodass er optisch transparent wirkt. Daher eignet er sich ideal als Beschichtung für Glas. Der Werkstoff lässt sich jedoch auch auf andere Materialien wie Metall, Polymere oder Textilien aufbringen.

Herstellung mit radikalischer Polymerisation

"Fluoropor" lässt sich wirtschaftlich in einem Schritt durch sogenannte photoinduzierte radikalische Polymerisation herstellen und in verschiedenen Dicken fertigen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert die Arbeit an "Fluoropor" im Rahmen des Programms "NanoMatFutur".

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