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Wasserliebe und Wasserscheu auf Knopfdruck

14.04.2004


Ein Glasträger wird im Plasma mit Titandioxid beschichtet. © Fraunhofer IST


Die tollen Eigenschaften neuer Werkstoffe sollen auch im Nachhinein veränderbar sein. Als alter Bekannter ist Titandioxid immer noch für Überraschungen gut: Wie elektrische Plasmen ihm in kürzester Zeit seine Liebe zu Wasser rauben, ist auf der Hannover Messe zu sehen.

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Was jeder Laserdrucker und jeder Kopierer im Dauerlauf beherrscht, hätten Drucktechniker auch gern: Walzen, die auf Befehl in kürzester Zeit die Eigenschaften ihrer Oberflächen verändern. Bei den Bürogeräten bewirkt Licht, dass sie sich elektrostatisch aufladen. Das Tonerpulver haftet nur an den belichteten Stellen und wird so gezielt aufs Papier übertragen. Abfall fällt dabei keiner an - von Patronen einmal abgesehen. Das Druckgewerbe jedoch benötigt Platten und Filme, die nach Gebrauch in den Müll wandern. Auch die dort nötigen Chemikalien wären überflüssig, gäbe es Materialien, die quasi auf Knopfdruck reversibel von hydrophil auf hydrophob geschaltet werden können. Nur in den Wasser liebenden Bereichen der Druckwalze bliebe Farbe auf Wasserbasis hängen. Solche Stoffe untersuchen Wissenschaftler der neuen Fraunhofer-Allianz Photokatalyse. Ihre Ergebnisse stellen sie auf der Surface Technology in Halle 5 vor. Die internationale Leitmesse der Szene findet vom 19. bis 24. April in Hannover statt.

Die Frage, warum Wasser manche Stoffe benetzt und von anderen abperlt, lässt sich mit Küchenchemie beantworten. Jede Oberfläche neigt mehr oder weniger dazu, Stoffe aus dem angrenzenden Medium anzuziehen. Das gilt für schmutzige Pfannen ebenso wie für sauberes Titandioxid. An der Oberfläche des Weißpigments sammeln sich Wassermoleküle aus der Luft, die als Vermittler zum Wassertropfen fungieren. Etwas anspruchsvoller und physikalischer wird die Materie, sobald ihre Oberfläche beleuchtet wird. Schon länger ist bekannt, dass sich OH-Gruppen bilden, die noch stärker vermitteln - die Oberfläche wird hydrophiler. Ziemlich unklar hingegen ist der umgekehrte Vorgang, der mit einem elektrischen Plasma hervorgerufen werden kann. "Werkstoffentwicklern sind die Ursachen dafür derzeit nicht so wichtig", weiß Michael Vergöhl vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST. "Entscheidendes Kriterium für sie ist der Kontaktwinkel, also die messbare Antwort auf die Frage: Wie flach liegt ein Tropfen auf dem Material? Mit einfachen Atmosphärendruckplasmen können wir in nur wenigen Millisekunden zurückschalten. Ein und Aus sind beliebig oft wiederholbar."


Dieses zum Patent angemeldete Verfahren könnte sich auch für einen exotischen Bereich der Drucktechnik eignen: Bei Biochips und anderen Produkten der Life Sciences müssen oft kleinste Punkte oder Linien biologisch aktiver Substanzen übertragen werden. Die dazu verwendeten Stempel könnten sich in Zukunft gezielt und örtlich hoch aufgelöst ein- und abschalten lassen.

Ansprechpartner:
Dr. Michael Vergöhl, Tel. 0531 / 2155-640, Fax -900, michael.vergoehl@ist.fraunhofer.de

Dr. Gerhard Schottner, Tel. 0931 / 4100-627, Fax -698, gerhard.schottner@isc.fraunhofer.de

Dr. Johannes Ehrlenspiel | idw
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/mediendienst

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