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Nanomaterialien
Nanopartikel haben im Verhältnis zu ihrem Volumen eine riesige Oberfläche. Das heißt, dass bei ihnen weit mehr Atome an der Oberfläche liegen als bei größeren Körpern. So können sie mit ihrer Umgebung wesentlich besser in chemische und physikalische Wechselwirkung treten. Nanopartikel, Nanoschichten und Nanopulver vermitteln Werkstoffe deshalb völlig neue Anwendungsmöglichkeiten.
Zielsetzung
- Werkstoffe und Herstellungsverfahren besonderen Erfordernissen anpassen
- Komplexe Problemstellungen auf intelligente Weise preiswert lösen
- Optimierung bestehender Produkte und Erschließung neuer Marktchancen
Einsatzfelder
- Kratzfeste Schichten auf Autoscheiben
- Multifunktionslacke
- Funktionale Bekleidung
- Sensorische Verpackungen
- Leichtbaustoffe
Nutzen
- Entwicklung von Materialien mit geringerem Gewicht und Volumen bei gleichzeitiger Verbesserung der Materialeigenschaften
- Oberflächen, die beständig sind gegen chemische Veränderung (Oxidation, Korrosion), Verschleiß und hohe Temperaturen
- Multifunktionelle Materialien, wie bruchfeste Keramik, antibakterielle Oberflächen und Antifingerprint-Schutz
- Höchste Wärmeisolation durch neue Eigenschaften von Baustoffen
Nanomaterialien – Winzlinge für Werkstoffe
Schichten mit nano-kleinen Strukturen finden sich bereits in der Natur. Bekanntestes Beispiel sind die Oberflächeneffekte auf den Blättern der Lotuspflanze. Nicht nur Wasser, sondern auch zähe Stoffe wie Honig oder bestimmte Klebstoffe perlen bereits bei geringster Neigung der Blätter einfach ab. Ruß und anderer Schmutz lässt sich durch einfaches Abbrausen entfernen. In der Natur schützen sich so die Pflanzen vor krank machenden Keimen wie Pilzen und Bakterien. Seit den 70ern forschen Wissenschaftler an diesem Phänomen. Der Lotus-Effekt führt auf die Oberflächenstruktur der Blattzellen zurück. Dicht an dicht stehen kleine Hügel, die mit super-hydrophoben Nano-Wachskristallen besetzt sind. Ein Wassertropfen hat daher kaum Berührungspunkte mit der Oberfläche. Beim Abrollen nimmt er Schmutzpartikel mit, da der Schmutz aufgrund der Zelloberfläche besser am Wassertropfen als auf dem Untergrund hält.
Das Wissen über die besonderen Eigenschaften dieser und anderer Oberflächen ist mit Hilfe der Nanotechnologie von zahlreichen Unternehmen bereits in konkrete Produkte umgesetzt worden. Die Palette streckt sich über viele Anwendungsfelder, wie z. B. Fassadenfarben, Glasreiniger, Lacke, Dachziegel oder Textilschutz.
Und die Einsatzmöglichkeiten von Nanopartikeln, -pulvern und –schichten bieten noch viele weitere Möglichkeiten. In der Automobilindustrie werden kratzfeste und gleichzeitig elastische Kunststoffe, aber auch entspiegelte oder selbsttönende Gläser verwendet. Auch für Keramik gibt es Produkte, die transparent, stromleitend, gleitfähig oder temperaturbeständig sind. Neueste Innovation ist der Feuchtigkeitsschutz für Elektronik. Dieser dient dem Korrosions- und Rost- oder zum Feuchtigkeitsschutz und kann auch als Schmierung verwendet werden.
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