Nano-Beschichtung aus dem Baukasten
Nanopartikel ermöglichen multifunktionelle Beschichtungen mit vielfältigen Eigenschaften.
Die fertigende und verarbeitende Industrie fordert für ihre End- und Zulieferprodukte hohe und gleichbleibende Qualitäten. Zumeist bestehen an die Eigenschaften dieser Waren spezielle Ansprüche. Besonders die Oberflächen von Werkstücken oder Formteilen müssen je nach Industriezweig unterschiedliche und gleichzeitig mehrere Funktionen erfüllen. So sind beispielsweise geringe Abnutzung, gleichbleibendes Aussehen, Kratzfestigkeit, Schlagfestigkeit oder UV - Stabilität gefragt. Für solche multifunktionellen Beschichtungen nutzt das INM (Leibniz-Institut für Neue Materialien) Nanopartikel als Gestaltungselement. Sie werden nach dem Prinzip der Small Molecule Surface Modification (SMSM) spezifisch an die jeweilige Anwendung angepasst.
Wie sich damit maßgeschneiderte Beschichtungen herstellen lassen, zeigt das INM auf der diesjährigen Hannover Messe am Stand B46 in Halle 2 im Rahmen der Leitmesse Research & Technology vom 13. bis 17. April.
Je nach gewünschter Eigenschaft lassen sich die Oberflächen der verwendeten Nanopartikel durch die Zugabe organischer Reste modifizieren: Mit diesem SMSM-Prinzip (Small Molecule Surface Modification) erfolgt das gezielte, kombinierte Einbringen gewünschter Eigenschaften, wie zum Beispiel hydrophil, hydrophob, adhäsiv, antiadhäsiv, sauer, basisch, inert oder polymerisierbar.
Die derart modifizierten Nanopartikel nutzen die Entwickler für ihre Nanokomposite: In ihnen werden die festkörperphysikalischen Eigenschaften von Nanopartikeln mit der klassischen Polymerprozesstechnik kombiniert. So kommen beispielsweise Titandioxid, Bariumtitanat, Indium-Zinn-Oxid oder Zirkondioxid als Nanopartikel zum Einsatz. Neben der chemischen Zusammensetzung der Nanopartikel selbst und ihrer Oberflächenbehandlung variieren die erzielbaren Eigenschaften der gewünschten Beschichtungen auch je nach Größe und Dispersionsart der Nanopartikel.
„Das Baukastenprinzip ermöglicht es, zahlreiche Eigenschaften gleichzeitig in einem Material zu realisieren“, erklärt Carsten Becker-Willinger, Leiter des Programmbereichs Nanomere. „Damit können wir sehr systematisch auf die unterschiedlichen Bedürfnisse der Industrie reagieren“, fasst der Chemiker das Potenzial der Nanokomposit-Technologie zusammen.
INM / DE
