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Donnerstag, 22. August 2019
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Wissenschaft & Technik, Technologien

Wie gleitfähige Oberflächen klebrige Pasten und Gele zum Rutschen bringen

Mittwoch, 08. Mai 2019

Eine am Massachusetts Institute of Technology entwickelte Oberflächenbehandlung kann Abfälle reduzieren und die Effizienz in vielen Prozessen verbessern.

Ein gelartiges Fluid bewegt sich in einem Rohr mit der neuen Oberflächenbeschichtung (oben). Unten das gleiche Fluid in einem unbeschichteten Rohr fließt. Bild mit freundlicher Genehmigung der Forscher.
Ein gelartiges Fluid bewegt sich in einem Rohr mit der neuen Oberflächenbeschichtung (oben). Unten das gleiche Fluid in einem unbeschichteten Rohr...

Ein Forschungsteam des Massachusetts Institute of Technology, das bereits das Problem überwunden hat, Ketchup aus der Flasche zu bekommen, hat nun eine neue Kategorie von Verbraucher- und Herstellungsproblemen in Angriff genommen: wie man viel dickere Materialien zum Rutschen bringt, ohne dass sie verkleben oder sich verformen. Die vom Team entwickelten Gleitbeschichtungen, die als flüssig imprägnierte Oberflächen bezeichnet werden, könnten zahlreiche Vorteile haben, darunter die Vermeidung von Produktionsabfällen, die durch Material entstehen, das an der Innenseite von Verarbeitungsanlagen haftet.

Fast 100-prozentige Reibungsreduzierung

Diese Oberflächen basieren auf Prinzipien, die ursprünglich entwickelt wurden, um Lebensmitteln, Kosmetika und anderen viskosen Flüssigkeiten das Herausrutschen aus ihren Behältern zu erleichtern. Der neue Beitrag erläutert die grundlegenden Konstruktionsprinzipien, die eine fast 100-prozentige Reibungsreduzierung bei gelartigen Flüssigkeiten erreichen können. Solche Materialien sind allgegenwärtig. Im Gegensatz zu anderen Flüssigkeiten wie Wasser und Ölen beginnen diese Materialien nicht von selbst zu fließen, auch wenn ihr Behälter auf den Kopf gestellt wird.

Das Starten des Durchflusses erfordert einen Energieaufwand, wie z.B. das Zusammendrücken des Behälters. Durch den Einsatz der neuen Beschichtungen ist es in einigen Fällen möglich, den Widerstand des Materials um 100 Prozent zu reduzieren - was einer "unendlichen Gleitfähigkeit" entspricht, sagt einer der Forscher.

Wie bei der früheren Version von gleitfähigen Oberflächen beginnt das neue Verfahren damit, eine Oberfläche herzustellen, die im Nanobereich strukturiert ist, entweder durch Ätzen einer Reihe von eng beieinander liegenden Säulen oder Wandungen auf der Oberfläche oder durch mechanisches Schleifen von Nuten oder Vertiefungen. Die resultierende Textur ist so konzipiert, dass sie so winzige Merkmale aufweist, dass die Kapillarwirkung eine Flüssigkeit, wie beispielsweise ein Schmieröl, auf der Oberfläche festhalten kann. Dadurch kommt jedes Material in einem Behälter mit dieser Art von Auskleidung im Wesentlichen nur mit der Schmierflüssigkeit in Berührung und gleitet sofort ab, anstatt an der festen Behälterwand zu kleben.

Weitere Infiormationen auf der Website des Massachusetts Institute of Technology.

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