Neues Material mit einer speziellen Noppenstruktur stellt selbstreinigende Effekte von Teflon, Entenfeder und Lotus-Effekt-Werkstoffen in den Schatten

Öl und Wasser perlen von dem neuen Werkstoff einfach ab

Cambridge (USA) - Wassertropfen perlen von Entenfedern oder den Blättern der Lotus-Pflanze ab, Öl und Alkohol hingegen benetzen Gefieder und Blattwerk mühelos. Doch nun entwickelten Forscher ein speziell strukturiertes Material, das sich vor nahezu allen Flüssigkeiten schützen kann. Mit diesem neuen, "omniphoben" Werkstoff, den die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS), könnten in Zukunft empfindliche Flugzeug- und Raketenteile oder Mikrokanäle in Labor-Chips beschichtet werden.

"Die Strukturen bezeichnen wir als so genannte Mikrohoodoos", berichten Anish Tuteja und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. Hoodoos sind natürliche Kalksteinsäulen, deren Spitzen mit breiten Platten aus härterem Dolimit abgedeckt sind. Durch Wind und Wetter geformt übertrugen die Forscher den Erosionsprozess mit Ätzmethoden auf mikroskopisch kleine Säulen aus Siliziumdioxid. Das Ergebnis war eine Noppenstruktur, die mit zahlreichen luftgefüllten Hohlräumen sowohl Wasser- als auch Öltropfen abperlen lässt. Mit den Flüssigkeiten Wasser, Methanol und Hexadecan zeigte diese Oberfläche bessere abstoßende Eigenschaften als Teflon, Entenfedern oder Lotusblätter.

Bereits vor einem Jahr hatte das Team um Tuteja ähnliche Ergebnisse mit einem neuen, superhydrophen Werkstoff aus fluorhaltigen Polymeren (FluoroPOSS) erzielt. Kombiniert man nun die Noppenstruktur mit diesen speziellen Kunststoffmolekülen, lassen sich eine viele neue Materialien mit maßgeschneiderten Abstoßungsverhalten gegenüber polaren und unpolaren Flüssigkeiten synthetisieren. Mögliche Anwendungen liegen bei neuen Beschichtungen für empfindliche Flugzeugteile, um sie gegen austretenden Treibstoff oder Öle zu schützen.