Eine neuartige Beschichtung kann künftig Maschinen- und Fahrzeugteile vor Abnutzung, Nässe und sogar vor Eisbildung schützen
CNC-Arena GmbH
Funktionale Oberflächen erhöhen die Lebensdauer von Maschinenkomponenten und vermindern Reibungsverluste. Eine neu entwickelte Plasmatechnologie wirkt wasserabweisend und schützt so Flugzeugtragflächen vor Vereisung.
Jeder Wintereinbruch hat massive Auswirkungen auf den Verkehr auf Schienen, Straßen oder in der Luft. Eis auf den Flügeln stört die Aerodynamik, weil es die für den Auftrieb notwendige Strömung zum Abreißen bringen kann. Deshalb wird auch während des Fluges dafür Sorge getragen, indem ein Teil der heißen Triebwerksabluft umgelenkt und in die Tragflächen geleitet wird.
Wird der Flügel des Flugzeugs mit Hilfe heißer Luft beheizt, um ein erneutes Einfrieren zu verhindern, hat dies einen doppelten Nebeneffekt: Das Fliegen wird teurer und die Belastungen für das Klima steigen. Bis zu 30 Prozent erhöht sich der Kraftstoffverbrauch eines Flugzeugs durch die notwendige Heizung. Eine andere Möglichkeit besteht im Einsatz nanostrukturierter Oberflächen.
Strukturierung auf Mikro- und Nanoebene
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In diesem Zusammenhang leistete das Verbundprojekt Nanodyn einen Beitrag zur Lösung des Problems. Sechs Partner aus den Bereichen Produktion und Forschung arbeiteten über drei Jahre hinweg gemeinsam an der Entwicklung innovativer Plasmamodifikationen und -strukturierungen auf Mikro- und Nanoebene. Das Ergebnis ist eine neuartige Beschichtung, die künftig Maschinen- und Fahrzeugteile vor Abnutzung, Nässe und sogar vor Eisbildung schützen kann. Durch die Verminderung der Reibung werden Energie und Ressourcen gespart.
Im Rahmen von Nanodyn wurden mikro- und nanostrukturierte Oberflächen entwickelt, die dem Wasser keine Kristallisationskeime bieten und damit die Eishaftung um mehr als 90 Prozent vermindern. Das Wasser kann auf der neuartigen Folie nicht gefrieren, sondern bleibt in einem stark unterkühlten Zustand flüssig.
Zahlreiche weitere Anwendungsfelder
Die dünnen, nanostrukturierten Schichten weisen besondere Benetzungseigenschaften auf: Wasser zieht sich auf der Folienoberfläche zu einem kugelförmigen Tropfen zusammen, der dann aufgrund der minimalen Wechselwirkung mit der Oberfläche abgestoßen wird. Mit dem Nanodyn-Verfahren lassen sich ganze Folienbahnen in großen Plasmakammern Rolle zu Rolle beschichten. Das Projektkonsortium hat zahlreiche weitere Anwendungsfelder identifiziert: die Anti-Eis-Beschichtung von Windkraftanlagen oder Solarpaneelen, die Herstellung hydrophob oder hydrophil strukturierter Gewebe für funktionale Textilien oder auch die Produktion von Implantaten im Bereich der Medizintechnik.