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Gekonnt abgeperlt

Transparenter, nanostrukturierter Polymerschaum macht Oberflächen aller Art besonders wasserabweisend und ist robust gegenüber Abrieb.

Mittels Fluoropor werden auch Metalle, hier eine Kupfer-Dünnschicht, wasserabweisend. Der Einsatz in metallischen, technischen Leitungssystemen ist möglich.
An den Blättern der Lotuspflanze perlt Wasser wie von selbst ab, bekannt als Lotuseffekt. Dieser Effekt ist durch die besondere Oberflächenbeschaffenheit der Lotusblätter bedingt: Kleinste Strukturen mit Lufteinschlüssen beeinflussen die Oberflächenspannung so, dass Flüssigkeiten abperlen. Für zahlreiche Anwendungen, etwa im Automobil- oder Outdoor-Bereich, wäre diese abweisende Eigenschaft von Vorteil – etwa als Schutz vor Feuchtigkeit oder wässrigen Verunreinigungen.

Bestehende industrielle Lösungen ahmen die charakteristische Oberflächenstruktur technisch nach. Hierbei wird entweder durch Ätzen oder Umformen ein Material strukturiert oder eine Struktur aus Nanopartikeln aufgebaut. In beiden Fällen bildet sich die Struktur nur in der oberen Schicht des Materials aus. Nachteilig ist, dass mechanische Beanspruchung die Oberflächenstruktur leicht zerstören kann und der Lotuseffekt verfällt.

Eine wasserabweisende Beschichtung, die Abrieb erheblich länger standhält, haben Wissenschaftler des Instituts für Mikrostrukturtechnik (IMT) am KIT auf Basis von Fluoropor entwickelt. Der neuartige nanostrukturierte Kunststoffschaum Fluoropor entsteht durch Polymerisation eines flüssigen, hochfluorierten Monomers unter UV-Licht. Ein sogenannter Porenbilder wird als Zusatz hinzugegeben und stört gezielt die Polymerisation. An diesen Stellen bleiben nach dem Verdampfen oder Auswaschen des Porenbilders gleichmäßig verteilte Hohlräume im Polymerschaum zurück. Aufgrund dieser durchgängigen, porösen Struktur bleibt selbst bei Abrieb die abweisende Eigenschaft bis zum Abtragen des gesamten Materials erhalten. Fluoropor wird direkt auf dem zu beschichtenden Substrat polymerisiert, sodass eine chemische Verbindung zwischen Material und Schaumschicht entsteht. Nach einer abschließenden Trocknung ist der Wasserabweiser einsatzbereit.

Fluoropor lässt sich auf unterschiedlichsten Materialien anwenden, etwa Textil, Keramik, Glas, Metall oder Kunststoff und ist zudem transparent und biegbar. Dadurch eröffnen sich vielfältige Möglichkeiten für die Anwendung. Das KIT sucht Partner aus der Textil- und Kunststoffindustrie sowie Materialchemie zur Lizenzierung und Ko-Entwicklung von Fluoropor.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr. Aude Pélisson-Schecker, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanagerin, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25335

E-Mail: pelisson-schecker@kit.edu

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