Nanoteilchen machen Latexfarbe härter, feuerfester und zu Sensormaterial

Coventry (Großbritannien) - Latex-Emulsionsfarbe ist elastischer, wasserdichter und abriebfester als andere Farben. Jetzt haben britische Forscher sie mit winzigen Tonteilchen, so genannten Laponiten, versetzt. Das macht die Farbe extrahart und feuerfester. Der Zusatz ersetzt im industriellen Herstellungsprozess Seifenteilchen, die die Polymermoleküle der Farbe weniger wasserabweisend machen und die Emulsion stabilisieren. Mit dem neuen Prozess lassen sich auch hochempfindliche Materialien für Sensoren herstellen. Die Forscher berichten im Fachblatt "Langmuir".

Nur einen Nanometer (Millionstel Millimeter) dick und 25 Nanometer im Durchmesser seien die zugesetzten Laponitscheiben, schreibt das Team um Stefan Bon von der University of Warwick. Der Professor für Polymerchemie hatte Latex-Emulsionsfarben unter die Lupe genommen, die heutzutage keinen echten Latex aus Kautschukbäumen mehr enthalten, sondern Acrylharze. Bei der Farbherstellung werden diesen Polymeren Seifenstoffe zugesetzt, damit sie sich mit dem Wasser und dem Rest der Mischung besser verbinden und in einer stabilen Emulsion bleiben. Bons Team ersetzte nun die Seifenstoffe mit Laponit-Partikeln, künstlich hergestellten Schichtsilikaten. Es fand eine einfache Methode, die Polymere einzeln mit den Laponitscheibchen zu bedecken, so dass jedes Polymer in der Mischung quasi seinen eigenen Tonpanzer bekommt. Das macht die Farbe nicht nur härter, auch gegen Abrieb, sondern auch recht feuerfest. Untersuchungen mit Rasterelektronen- und Rasterkraftmikroskop bestätigten den Aufbau.

In einem weiteren Schritt erhitzten die Forscher Pröbchen des Gemisches, um die Polymere herauszubrennen. Damit erhielten sie eng gepackte Laponit-Strukturen mit Nanometer großer Lochstruktur. Dieses Material bietet damit eine große Oberfläche, so die Forscher, und eignet sich als Grundsubstanz für hochempfindliche Sensoren.