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Polymerforschung

Wissenschaftler entdecken flüssigkeitsabweisende Beschichtung

| Redakteur: Katharina Juschkat

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung haben eine stark flüssigkeitsabweisende Beschichtung entdeckt, die nicht nur gegen Wasser, sondern auch gegen Öltropfen extrem abweisend ist. Anwendungsmöglichkeiten wären z.B. selbstreinigende Kleidung oder Brillen.

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V.l.n.r: Beschichtung mit flüssigem Flammenspray; REM der Oberfläche; Buchstaben auf Papier unter flüssigkeitsabweisender Schicht; LSCM eines Wassertropfens auf ultradünner Beschichtung auf Glas.
V.l.n.r: Beschichtung mit flüssigem Flammenspray; REM der Oberfläche; Buchstaben auf Papier unter flüssigkeitsabweisender Schicht; LSCM eines Wassertropfens auf ultradünner Beschichtung auf Glas.
(Bild: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Reproduced with permission.)

Um bessere flüssigkeitsabweisende Oberflächen zu entwickeln, haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung mit der TU Tampere aus Finnland eine neue Methode zur strukturierten Beschichtung entdeckt. Durch den Einsatz von flüssigem Flammenspray ist diese Methode extrem schnell. Nicht nur Wasser, sondern auch Öltropfen haften dadurch nicht mehr an entsprechend behandelten Oberflächen, sondern bleiben sphärisch und hüpfen oder rollen leicht ab.

Anwendung für Brillen, Fenster oder selbstreinigende Kleidung

Stark flüssigkeitsabweisende Oberflächen könnten etwa für selbstreinigende Kleidung, Schutztextilien, Brillen und Fenster oder auch medizinische Geräte und Gasaustauschmembranen verwendet werden. Mögliche Anwendungen solcher Beschichtungen hängen nicht nur von ihren Benetzungseigenschaften ab, sondern auch von ihrer Transparenz, der Robustheit sowie den Kosten und der Dauer des Herstellungsprozesses. Neben der Eigenschaft als stark flüssigkeitsabweisend ist die neue Beschichtung sehr transparent und ist robust gegenüber dem Einfluss von sogenanntem Hochgeschwindigkeits-Öl und Wassertropfen.

Diese außergewöhnlichen Eigenschaften basieren auf einer spezifischen Struktur der Beschichtung durch Siliziumdioxid-Titandioxid-Partikeln. Die Methode kann sogar für eine Art Schutzmantel auf große Oberflächen angewendet werden.

Auch Holz und Papier können beschichtet werden

Flüssige Flammensprays werden bereits in der Industrie für farbiges Glas und die Herstellung optischer Fasern verwendet. Da die Zeit extrem kurz ist, in der eine Oberfläche der Flamme ausgesetzt ist, können auch hochentzündliche Materialien wie Papier und Holz beschichtet werden.

Die Wissenschaftler haben diese schnelle und skalierbare Verarbeitungsmethode mit den außergewöhnlichen flüssigkeitsabweisenden Eigenschaften kombiniert. Sie haben Kriterien aufgestellt, die die Beschichtung erfüllen muss, um bei der Flüssigkeitsabweisung allen Anforderungen zu genügen. Und sie haben detailliert beschrieben, wie die Struktur der Beschichtung so optimiert werden kann, dass diese Kriterien erfüllt werden können. Diese Strategie kann für eine Vielzahl von Anwendungen umgesetzt werden, um Beschichtungen zu produzieren, die aus verschiedenen Materialien bestehen. Denn flüssiges Flammenspray kann für die Synthese eines breiten Spektrums von Oxiden, Metall-Nanopartikeln, und ihren Mischungen synthetisiert werden.

Der Originalartikel erschien in der Fachzeitschrift Advanced Materials.

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