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Optimisation and upscaling of self-cleaning surfaces for automotive sector by combining tailored nanostructured machined injection tools and functional thermoplastic nanocompounds

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Selbstreinigende wasserbeständige Kunststoffe für Autos

Mikro- oder Nanobearbeitung verleiht Materialien und Oberflächen nanotechnische Eigenschaften und beinhaltet zudem die Nanomodifikation von Materialien. Forscher haben im Nanobereich angesiedelte hydrophobe Strukturen, wie sie auf Lotusblättern zu finden sind, zur Herstellung eines nicht benetzenden Kunststoffs für die Automobilindustrie verwendet.

Industrielle Technologien

Das wohl berühmteste Beispiel für natürliche Selbstreinigung geht auf dem Blatt der Lotusblume vor sich. Die Forscher haben nun stark wasserabweisenden Nanostrukturen, den sogenannten Mikrosäulen, dieses Merkmal verliehen. Wasserbeständigkeit und Selbstreinigung sind wünschenswerte Eigenschaften für Kunststoffe und so begannen die Wissenschaftler mit der Erkundung von Wegen zur synthetischen technischen Weiterentwicklung von Nanostrukturen, die diese Funktionen ermöglichen. Das Projekt NANOCLEAN wurde von der EU finanziert, um die zur Herstellung nanostrukturierter selbstreinigender Kunststoffe für den Einsatz bei Fahrzeugen erforderlichen Technologien zu optimieren und großmaßstäblich umzusetzen. Dieses Forschungsunterfangen ermöglichte die Gründung mehrerer kleiner Unternehmen, welche die Forschung in Richtung Kommerzialisierung weitertragen. Insbesondere erprobte das Projekt Lasertechnologien wie das Laserpulsen und das industrielle Spritzgießen auf nanostrukturierten Oberflächenformen, um einen selbstreinigenden, hydrophoben Kunststoff auf Basis der Lotusstrukturen zu produzieren. Überdies wurden mehrere speziell formulierte und modifizierte Polymere entwickelt und auf Hydrophobie getestet. Die Hauptschlussfolgerung der Studie besagt, dass Mikro- und Nanotexturen auf dreidimensionale (3D) gekrümmte Oberflächen aufgebracht werden können und dass diese Oberflächenstrukturen beständig sind. Die Prototypen der NANOCLEAN-Technologie zeigten Benetzbarkeit und leicht zu reinigende Eigenschaften sowie optische Effekte, die sich für weitere Anwendungen anbieten. Insgesamt führte das Projekt vor, das Spritzgießen eine vielversprechende Technologie zur Entwicklung einer nano-/mikrostrukturierten Oberfläche mit hoher Leistungsfähigkeit und potenziell geringen Kosten darstellt. Der NANOCLEAN-Ansatz sollte Lösungen im Personen- und Nutzfahrzeugsektor erbringen. Weitere Anwendungen in Bereichen wie etwa Biomedizin, Elektronik und Haushaltselektrogeräte erscheinen möglich.

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