Wie Mikro und Nano auf die Folie kommen #

Anregungen aus der Natur holt man sich bei Joanneum Research in Weiz. Folien werden hier gezielt mit „Haifischhaut“ oder auch Mottenaugen-Strukturen bedruckt. #

Mit freundlicher Genehmigung übernommen aus der Kleinen Zeitung (Donnerstag, 9. März 2017)

Von

Norbert Swoboda

Vorbild Natur am Beispiel der Haifischhaut: Forscher entwickeln daraus Folien mit Beschichtungen im Nano- und Mikrobereich, die effizienter sind
Foto: BIONIC SURFACE TECHNOLOGIES

Großtechnisches Druckverfahren für winzige Strukturen auf Folien
Foto: JOANNEUM RESEARCH

Immer schon hat die Natur Ingenieuren und technischen Entwicklungen als Vorbild gedient. So auch am Institut für Oberflächentechnologien und Photonik der steirischen Forschungsgesellschaft Joanneum Research (JR). Am Standort Weiz beschäftigt sich seit einigen Jahren ein vierköpfiges Forschungsteam unter der Leitung von Barbara Stadlober intensiv mit dem Thema.

Es sind Strukturen, die man auf Folien bringen will, um deren Eigenschaften zu verbessern. So nützen die Forscher den „Haifischhaut-Effekt“: Prägt man Folien so wie eine Haifischhaut, dann bekommt man paradoxerweise „glattere“ Oberflächen: Bei diesen Folien, die man beispielsweise bei Rotoren von Windkraftwerken oder bei Surfbrettern einsetzen könnte, verringert sich die Turbulenz und damit der Widerstand.

Auch das Abperlen von Wasser von Oberflächen kann man durch rippenartige Strukturen noch verstärken – das Stichwort ist hier der Lotusblätter-Effekt. Damit wären schmutzresistente Folien für Hauswände denkbar.

Eine andere Anwendung sind „Mottenaugen- Strukturen“. Das sind feine, eingeprägte Spitzen, die die Reflexionseigenschaften von Oberflächen beeinflussen und daher für Displays oder auch bei Fotovoltaik von großem Interesse sind.

Gefragt sind Technologien, die preiswert, effizient und innovativ sind: Die Weizer Gruppe hat einen Lack entwickelt, der in einem Druckverfahren erst auf Folien aufgebracht und dann mit Stempeln geprägt wird. UV-Bestrahlung sorgt dafür, dass die eingeprägten Strukturen rasch fixiert werden. Der Lack ist bereits patentiert, das Verfahren wurde zusammen von Firmen, darunter auch Bionic Surface Technologies, weiterentwickelt.

„Gewöhnliche Drucktechnik prägt Strukturen von etwa 100 Mikrometern aufwärts. Wir beschäftigen uns mit Strukturen, die kleiner als ein Mikrometer sind. Zugleich können wir neben Nanostrukturen eben auch mit Mikrostrukturen umgehen“, sagt Stadlober.

Die Anwendungen, die erforscht werden, und wo Kooperationen mit der Industrie möglich sind, sind vielfältig: Oberflächenveredelungen können als Sicherheitsfeatures dienen, wie etwa gerippte Banknotenoberflächen. Ein anderes Beispiel, hochaktuell: „Die Techniken können dazu dienen, Oberflächen zu vergrößern.“ Und das kann beispielsweise im Bereich neuer Batterietechnologie genützt werden.