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Strahlenschutz durch Bismutoxid-Nanopartikel in wasserbasierten Polyurethan-Beschichtungen
Forschende der Istanbul Technical University haben eine neuartige Beschichtung aus Bismutoxid-Nanopartikeln und wasserbasiertem Polyurethan entwickelt. Diese Kombination ermöglicht flexible, tragbare Materialien zum Schutz vor ionisierender Strahlung.
Ionisierende Strahlung, etwa aus medizinischen Röntgenuntersuchungen, Krebstherapien oder industriellen Anwendungen, stellt eine Gesundheitsgefahr dar. Daher sind effektive Schutzmaterialien essenziell. Forschende um Bilge Koyuncu, Nebahat Aral, Cevza Candan und Banu Nergis haben eine Beschichtung entwickelt, die auf einer Kombination aus Bismutoxid-Nanopartikeln (Bi₂O₃) und wasserbasiertem Polyurethan (WPU) basiert. Diese neuartige Formulierung besteht zu 60 % aus Bi₂O₃ und zu 40 % aus WPU und wurde auf ein handelsübliches, leichtes Gewebe aufgebracht. Dadurch entstehen flexible, tragbare Schutzmaterialien mit hoher Strahlenabschirmung.
Die Abschirmleistung der beschichteten Textilien wurde gemäß der Norm TS EN 61331-1:2014 bei Röhrenspannungen von 40 kV, 60 kV, 80 kV und 100 kV getestet. Dabei zeigte sich eine vielversprechende Schutzwirkung gegen Röntgenstrahlung. Zusätzlich zur Strahlenschutzprüfung unterzogen die Forschenden die Proben weiteren Materialtests. Dazu zählten Untersuchungen mit Rasterelektronenmikroskopie (SEM-EDS) und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) zur Charakterisierung der Beschichtung. Außerdem wurden praxisnahe textile Eigenschaften wie Wasserabweisung, Abriebfestigkeit und Materialsteifigkeit überprüft.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen das FARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 10.09.2025 in Essen.
Bedeutung für organische Beschichtungen und funktionelle Textilien
Die Kombination aus Bismutoxid-Nanopartikeln und wasserbasiertem Polyurethan eröffnet neue Möglichkeiten für organische Beschichtungen mit funktionellem Zusatznutzen. Solche Materialien könnten nicht nur in der Medizintechnik, sondern auch in der Industrie oder im Arbeitsschutz zum Einsatz kommen. Besonders relevant sind sie für tragbare Schutztextilien, die hohen Tragekomfort mit effektiver Strahlenabschirmung verbinden. Wasserbasierte Beschichtungssysteme wie dieses bieten zudem ökologische Vorteile gegenüber lösemittelbasierten Alternativen. Die Entwicklung zeigt das Potenzial funktioneller Beschichtungen, um Gesundheitsrisiken zu minimieren und gleichzeitig nachhaltige Materialien zu fördern.
Quelle: Journal of Coatings Technology and Research, Volume 21, Seiten 969–978 (2024)
