Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Scheibe mit Alleskönner-Schicht

31.08.2010
Für Autofahrer ist es ein lästiges Winterübel: beschlagene oder gefrorene Scheiben. Forscher haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sie nicht nur transparente und heizbare Schichten herstellen können. Obendrein verhindern diese das Kondensieren von Feuchtigkeit. So bleibt die Scheibe morgens eisfrei – und der Eiskratzer hat ausgedient. Der Prototyp einer solchen Schicht ist auf der Messe Glasstec vom 28. September bis 1. Oktober in Düsseldorf zu sehen.

Der Winter ist voller Unannehmlichkeiten für Autofahrer: Es ist kalt, das Fahren auf glatten Straßen ist kein Vergnügen. Hinzu kommen die schlechte Sicht, wenn Scheiben beschlagen und das lästige Freikratzen, wenn sie gefrieren. Auch für Besitzer von Gewächshäusern ist der Winter eine heikle Angelegenheit. Je mehr Feuchtigkeit im Inneren kondensiert, desto gefährlicher wird es für die Pflanzen, wenn die Temperaturen unter den Gefrierpunkt sinken.

Zwar können Heizungen in vielen Fällen das Übel beseitigen, doch besser und vor allem energiesparender wäre es, das Übel gar nicht erst entstehen zu lassen. Sprich: Feuchtigkeit darf nicht an der Scheibe kondensieren. Das würde viel Verdruss ersparen – und der Autobesitzer müsste keine wertvolle Zeit beim Eiskratzen verschwenden.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig haben das Problem jetzt gelöst: Sie haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sie nicht nur transparente, leitfähige – und somit heizbare – Schichten herstellen können.

Ihre Oberflächenschichten bringen einen weiteren entscheidenden Vorteil mit: Die Außenschicht ist niedrig emittierend. Sie sorgt also dafür, dass die Scheibe viel langsamer abkühlt. So kann sich Kondenswasser nicht bilden. Die Scheibe bleibt trocken und eisfrei. Bisher nutzte man schon ähnliche Schichten, die aus Zinnoxid bestehen. Diese sind jedoch sowohl mechanisch als auch optisch noch unvollkommen. So können bei zu hohen Temperaturbelastungen, wie beispielsweise beim Glasbiegen, Risse entstehen. Daher kommen Zinnoxid-Schichten nur begrenzt industriell zum Einsatz. »Unsere neue Schicht ist extrem stabil«, sagt Dr. Bernd Szyszka vom IST. »Temperaturen bis 900 Grad Celsius sind kein Problem, und selbst wenn man sie stark verbiegt – die Schicht bleibt wie sie ist.« Die Beschichtung kann deshalb auch in großindustriellen Anlagen verwendet werden. Dort benötigt man häufig transparente Schutzheizungen, um die Prozesskette ungefährdet im Auge behalten zu können.

Was also kann die neue Schicht, was Zinnoxid nicht kann? »Unser Beschichtungssystem basiert auf nanokristallinem Indiumzinnoxid (ITO)«, sagt Szyzska. »Dieser Werkstoff hat nicht nur hervorragende optische und elektrische Eigenschaften, er ist zudem mechanisch und chemisch viel stabiler als Zinnoxid.« Zwar weiß man schon länger von den Vorteilen der ITO-Beschichtung, doch erst jetzt können dank der Fraunhofer-Ingenieure solche Schichtsysteme industriell für eine viel größere Anwendungspalette hergestellt werden. Dazu nutzen die Forscher die HIPIMS-Technologie. Die Abkürzung steht für »High Power Impulse Magnetron Sputtering«. Beim Magnetronsputtern schießen beschleunigte Edelgasionen wie beim Billard Atome aus einer ITO-Platte heraus. Diese lagern sich im Vakuum auf dem gewünschten Substrat ab. »Doch statt 10 Ampere setzen wir beim HIPIMS 1000 Ampere ein«, erklärt Szyzska. »Dadurch ionisieren wir das Material, die Schicht wird also aus Ionen aufgebaut.« Das verschafft den Ingenieuren einen wesentlichen Vorteil: Je nach Puls- und Leistungsbedingungen beim Sputtern können die Ingenieure die Textur und die Morphologie der Schicht so einstellen, dass diese anschließend bei einem Temperprozess die gewünschten Eigenschaften erhält. »Wir können die Schicht anschließend biegen und auch dreidimensionale Werkstoffe damit beschichten«, sagt der Forscher. Zudem kann der HIPIMS-Prozess bei Raumtemperatur ablaufen, so dass sich auch temperaturempfindliche Kunststoffe beschichten lassen.

Einen Prototypen stellen die IST-Forscher auf der Glasstec in Halle 14, Stand C 41 vor, die vom 28. September bis 1. Oktober in Düsseldorf stattfindet: Eine ITO-Schicht auf einem Glasrohr demonstriert die hervorragenden Eigenschaften. Nicht nur, dass die Schicht leicht beheizbar ist – ganz ohne störende Drähte, wie man sie von Rückscheiben kennt. Auch die gute Transparenz lässt sich sehen: Die Schicht hat eine visuelle Transmission von mehr als 80 Prozent. Zudem ist die Beschichtung korrosions- und kratzfest. Sie bietet sie sogar Kratzschutz für Floatglas, ein spezielles Flachglas.

Dr. Bernd Szyszka | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/08/glasstec-heizbare-schicht.jsp

Weitere Berichte zu: Alleskönner-Schicht Ampere Beschichtung Feuchtigkeit Glasstec Schicht Zinnoxid

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Granulare Materie blitzschnell im Bild
21.09.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Sprühtrocknung: Wirkstoffe passgenau verkapseln
01.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie