Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Material wird nicht nass oder schmutzig

18.01.2013
Chemie-Schutzkleidung und Schiffsanstriche potenzielle Anwendungen

Forscher an der University of Michigan haben eine Nanobeschichtung entwickelt, deren Struktur zu über 95 Prozent aus Luft besteht. Das führt dazu, dass die Oberfläche extrem flüssigkeitsabweisend ist und praktisch nicht nass oder schmutzig werden kann.


Tropfen unter dem Mikroskop: legt sich nicht ans Material (Foto: Joseph Xu)

Den Forschern ging es primär darum, potenziell gefährliche Chemikalien effektiv abzuweisen - beispielsweise mit Schutzkleidung für Laborpersonal oder Soldaten. Doch könnte das Material auch extrem fleckabweisende Kleidung oder wasserabweisende Lacke, die Schiffe reibungslos durch das Meer gleiten lassen, ermöglichen.

Da bleibt nichts hängen

Die Nanobeschichtung ergibt eine sogenannte superomniphobe Oberfläche. "Praktisch jede Flüssigkeit gleitet davon ab, ohne sie zu benetzen", erklärt Anish Tuteja, Materialwissenschaftler an der University of Michigan.

Während viele ähnliche Beschichtungen nur wässrige Substanzen gut abweisen, tropfen bei der Neuentwicklung demnach auch Flüssigkeiten mit geringer Oberflächenspannung wie Öle, Alkohole, organische Säuren oder Lösungsmittel ab. Das ist gerade bei Schutzkleidung sehr wichtig, da hängen gebliebene Chemikalien sonst hindurch diffundieren könnten.

Von der neuen Beschichtung gleiten insbesondere sogenannte nichtnewtonsche Flüssigkeiten ab, deren Viskosität sich abhängig von wirkenden Kräften ändert. Dazu zählen beispielsweise Shampoos, viele Farben wie Druckertinten und Blut, aber auch Treibsand und Ketchup. "Niemand zuvor hat ein Abgleiten nichtnewtonscher Flüssigkeiten geringer Oberflächenspannung demonstriert", betont Tuteja. Insgesamt hat das Team über 100 Substanzen getestet und nur zwei konnten der Beschichtung anhaften und diese durchdringen: Zwei Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs), wie sie früher als Kühlmittel dienten und heute weitestgehend verboten sind.

Mehr Luft als sonst etwas

Die neue Beschichtung besteht aus einer Mischung gummiartiker Kunststoffpartiker und flüssikeitsabweisender Nanowürfel aus Kohlenstoff, Fluor, Silizium und Sauerstoff, die von der U.S. Air Force entwickelt wurden. Zumindest ebenso wichtig wie die Zusammensetzung ist die Oberflächenstruktur der Beschichtung. Für einen Flüssigkeitstropfen besteht sie im Prinzip zu 95 bis 99 Prozent aus Luft und nur winzigen Filamenten fester Oberfläche. Dadurch kann die Flüssigkeit praktisch nicht mit der Oberfläche reagieren und sich daher nicht anlagern.

Bisher hat das Team, dem auch ein Mitarbeiter des Air Force Research Laboratory http://www.wpafb.af.mil/AFRL angehört, lediglich sehr kleine Oberflächen wie briefmarkengroße Stoffstücke mit seiner Beschichtung überzogen. Wie lange es dauern wird, bis die Entwicklung zum praktischen Einsatz kommt, bleibt also abzuwarten. Militärische Schutzkleidung ist dabei sicher ein Anwendungsziel, immerhin wird die Arbeit vom Air Force Office of Scientific Research finanziert.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.umich.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Studie InLight: Einblicke in chemische Prozesse mit Licht
22.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Eigenschaften von Magnetmaterialien gezielt ändern
16.11.2016 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flüssiger Wasserstoff im freien Fall

05.12.2016 | Maschinenbau

Forscher sehen Biomolekülen bei der Arbeit zu

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungsnachrichten