Hydrophobe Oberflächen Polymerschaum sorgt für Lotuseffekt - medizin&technik - Ingenieurwissen für die Medizintechnik

Hydrophobe Oberflächen

Polymerschaum sorgt für Lotuseffekt

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Fluoropor als Beschichtung auf einer Kupfer-Dünnschicht sorgt für superhydrophobe Eigenschaften des Materials Bild: Bastian E. Rapp, KIT
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Hydrophobe Oberflächen | In Karlsruhe haben Forscher einen Werkstoff für wasserabweisende Beschichtungen entwickelt: Der fluorierte Polymerschaum Fluoropor ist sowohl transparent als auch abriebfest.

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen Wissenschaftler mit superhydrophoben – das heißt stark wasserabweisenden – Oberflächen nach. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) arbeitet das Team um Dr. Bastian E. Rapp am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) an einer neuen Klasse solcher Werkstoffe namens „Fluoropor“. Sie verbinden dabei die Eigenschaften von Fluorpolymeren mit der von Lotuspflanzen bekannten Rauigkeit. So erhalten sie Oberflächen, von denen sowohl Öle als auch Wasser abperlen. Nun ist es den Forschern des Neptun Lab, so der Name von Rapps Nachwuchsgruppe am KIT, gemeinsam mit Wissenschaftlern des Instituts für Angewandte Materialien – Computational Materials Science (IAM-CMS) erstmals gelungen, einen fluorierten, transparent wirkenden Polymerschaum zu entwickeln, der überdies unempfindlich gegenüber Abrieb ist. Dieses Fluoropor stellen sie im Journal Nature Scientific Reports vor.

Die superhydrophoben Eigenschaften entstehen durch Strukturierung auf der Nano- bis Mikroskala. Durch diese extrem feinen Strukturen sind die Oberflächen äußerst empfindlich gegenüber Abrieb und damit nicht robust genug für alltägliche Anwendungen. Bei Fluoropor hingegen ist die Nano-/Mikrostruktur nicht auf die Oberfläche beschränkt, sondern erstreckt sich durch das gesamte Volumen des Materials. Dadurch erreicht der Werkstoff eine hohe Abriebfestigkeit und Alltagstauglichkeit. Das BMBF fördert die Arbeit an Fluoropor im Programm „Nano Mat Futur“.

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