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Diatomeen als Ölreservoir: Neue Beschichtung schützt Stahl langfristig vor Korrosion und Verschleiß
Forschende haben eine mehrschichtige Beschichtung entwickelt, die mithilfe künstlich gezüchteter Diatomeen eine dauerhafte Ölversorgung bereitstellt. Dadurch bleiben metallische Oberflächen länger korrosions- und verschleißbeständig – selbst unter harschen Bedingungen.
Korrosion und mechanischer Verschleiß zählen zu den größten Herausforderungen für metallische Bauteile. Superhydrophobe Beschichtungen können zwar den Kontakt mit Wasser reduzieren, weisen jedoch oft eine begrenzte Haltbarkeit und fehlende Schmierwirkung auf. Ein Forschungsteam um Fan Lei stellt nun ein neues Konzept vor: eine mehrschichtige, schmierstoffinfundierte Oberfläche (LIS), die auf künstlich kultivierten Diatomeenstrukturen (DFs) basiert.
Diese mikroskopisch kleinen, porösen Siliciumdioxid-Hüllen der Diatomeen werden in der Beschichtung als Ölreservoirs genutzt. In Kombination mit hydrophob modifizierten Diatomeen und Perfluorpolyether (PFPE)-Öl entsteht ein langzeitbeständiger Korrosions- und Verschleißschutz. Die Beschichtung verhindert den direkten Kontakt zwischen aggressiven Medien und der Metalloberfläche und kann das Öl kontinuierlich aus den Poren nachliefern.
Lesetipp: Korrosionsschutz durch Beschichtungen
Metalle gehören zu den wichtigsten Werkstoffen des täglichen Lebens und sollten vor Korrosion, die optische Fehler, Sicherheitsmängel und am Ende wirtschaftliche Schäden verursachen kann, geschützt werden. Das Buch „Korrosionsschutz durch Beschichtungen“ der Autoren Jörg Sander et al. bietet ein aktuelles Bild der Qualität und Chemie der Substratoberfläche, der fachgerechten Konversionsbehandlung, der Funktion von Harzen und antikorrosiven Pigmenten in Lacken sowie der neuesten Konzepte für den Korrosionsschutz.
Dauerhafte Schutzwirkung durch selbstnachführende Schmierung
In einem 60-Tage-Test in 3,5 % NaCl-Lösung zeigte die LIS-Beschichtung deutlich bessere Korrosionsbeständigkeit als herkömmliche superhydrophobe Systeme. Der Reibungskoeffizient lag bei 0,12, die Verschleißrate bei 0,18 × 10⁻⁵ mm³·N⁻¹·m⁻¹ – ein Vielfaches besser als bei unbeschichtetem Stahl.
Das Verfahren eröffnet neue Perspektiven für den Einsatz in Maschinenbau, Pipelines, Schiffbau und Außeninfrastruktur, wo langlebige Oberflächenschutzsysteme gefragt sind.
Quelle: Lei, F. et al. Artificially cultivated diatom frustule as oil reservoir toward anti-corrosion and anti-wear lubricant-infused surface. Progress in Organic Coatings, Vol. 207, October 2025
