Fettige Fingerabdrücke auf glänzenden Edelstahloberflächen sehen nicht nur unschön aus, sondern greifen auch die Oberfläche an. Ein neuer Nanolack vom Fraunhofer-Institut soll künftig lästige Fettabdrücke auf Edelstahlfronten verhindern.
Öltropfen auf einer superhydrophoben und oleophoben Beschichtung auf Edelstahl.
FEW Chemicals GmbH Wolfen
Der neue Kühlschrank glänzt in moderner Edelstahloptik. Doch schon nach kurzer Zeit ist die Front übersät mit dunkel wirkenden Fingerabdrücken, die sich mit Lappen und Putzmittel nur mühsam entfernen lassen. Solche Fingerabdrücke sind nicht nur ein optisches Ärgernis, denn der Fettfilm greift zudem die Oberfläche an. Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle bereiten solchen Fettabdrücken nun ein Ende, gemeinsam mit ihren Kollegen der FEW Chemicals GmbH Wolfen. Der Clou liegt in einer Beschichtung mit einem Lack, der spezielle Zusätze enthält und wasser- und ölabweisend ist. Dazu kommen zwei weitere Effekte: Lagern sich die im Lack befindlichen integrierten Partikel an der Oberfläche des Edelstahls an, wird die Oberfläche rauer und vergrößert sich. Fasst nun ein Finger etwa an die Kühlschranktür, berührt dieser die Oberfläche nur an den erhöhten Stellen, während das Fingerfett die tiefer liegenden Täler nicht erreicht. Die Fläche, mit dem das Fingerfett in Berührung kommt, ist also recht klein. Zudem ist der Brechungsindex des Lacks so eingestellt, dass er dem des Fettgehalts des Fingers entspricht. Das heißt: Das Licht, das auf die beschichtete Edelstahl-Oberfläche fällt, wird in etwa so reflektiert wie an einer Oberfläche, die mit einem "Fingerpatscher" versehen ist. Ergo: Der Fingerabdruck fällt kaum auf.
Analyse der Schichtsysteme
Während die FEW Chemicals GmbH die Entwicklung der Lacksysteme übernimmt, widmet sich das Fraunhofer-Institut der Analyse dieser Schichten. "Wir untersuchen die hergestellten Schichten zum einen über Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und Rasterkraftmikroskopie. Wie groß sind die einzelnen Partikel im Lacksystem? Sind die Partikel homogen verteilt? Wie wirken sich die eingesetzten Additive aus?", erläutert Dr. Jessica Klehm, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer IMWS. Solche Fragen sind extrem wichtig, um die Qualität des Lacks beurteilen zu können. Lagern sich die Nanopartikel beispielsweise zu größeren Partikeln zusammen, büßt der Lack eventuell seine Transparenz ein. Sind die Teilchen dagegen zu klein, bleibt die Oberfläche zu glatt – der Fettfilm könnte so trotz des Lacks großflächig an ihr haften.
Darüber hinaus entwickeln die Forscherinnen und Forscher eine automatische Prüfmaschine, die über eine Kombination aus spektrometrischen und optischen Verfahren analysieren soll, wie viel Prozent Antifingerprint-Wirkung der Lack aufweist. Einen Favoriten unter den verschiedenen untersuchten Lacksystemen haben die Forscher bereits gefunden. Nun gilt es, diesen weiter zu optimieren. Bis Ende 2020 soll die Entwicklung abgeschlossen sein, dann will FEW Chemicals die Herstellung des Lacksystems in einen industriellen Maßstab übertragen.