Haltbarkeit von photokatalytischen Oberflächenbeschichtungen auf ZnO-Basis und Erhaltung ihrer antibakteriellen Wirkung nach simuliertem Verschleiß
Eine aktuelle Forschung beweist, dass ZnO-basierte Oberflächenbeschichtungen in Acrylatmatrix, aktiviert durch UVA-Strahlung, eine stabile antimikrobielle Wirkung aufweisen, die auch nach aggressiven Abriebverfahren weitgehend erhalten bleibt, jedoch im täglichen Gebrauch und Reinigungsprozessen an Wirksamkeit einbüßt.
Die Forschung konzentrierte sich auf die Prüfung der antibakteriellen Haltbarkeit von Oberflächenbeschichtungen auf der Grundlage einer Acrylmatrix, in die UVA-aktiviertes ZnO eingebettet ist. Diese Beschichtungen auf rostfreiem Stahl wurden durch trockenes Reiben, nasses Reiben und abrasive Behandlung behandelt, um die Abnutzung durch alltägliches Berühren, Reinigen und aggressives Schrubben zu simulieren. Die abrasive Behandlung verursachte deutliche topologische Veränderungen der Oberflächen, glättete die Oberfläche im Mikrometermaßstab und setzte eine beträchtliche Menge an Oberflächenmaterial frei, das zum Teil aus der Acrylmatrix und zum Teil aus dem eingebetteten ZnO bestand.
Die höchste Freisetzung von Zn, die ausgeprägteste photokatalytische Aktivität unter UVA und die größte antibakterielle Wirkung wurden bei den abrasiv behandelten Oberflächen beobachtet. Obwohl sich nach dem Trocken- und Nassabrieb eine geringe Menge an Oberflächenmaterial von den Oberflächen löste, wurde keine signifikante Zunahme der Zn-Freisetzung oder der photokatalytischen Aktivität festgestellt. Im Gegenteil, die antibakterielle Aktivität nahm nach diesen Behandlungen im Vergleich zu unbehandelten Oberflächen ab, was wahrscheinlich auf eine teilweise Maskierung der Oberfläche durch die freigesetzte Acrylmatrix zurückzuführen ist. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse darauf hin, dass antimikrobielles ZnO-Material, das in einer Acrylmatrix immobilisiert ist, stabile Oberflächenbeschichtungen erzeugt, die bei täglichem Gebrauch und Reinigungsverfahren einen Teil ihrer Wirksamkeit verlieren können, deren Aktivität jedoch bei einem aggressiveren Abriebverfahren erhalten bleibt.
Die Studie wurde im Journal of Coatings Technology and Research, Band 21, Ausgabe 1, 03. Januar 2024, veröffentlicht.
Lesetipp: Korrosionsschutz durch Beschichtungen
Metalle gehören zu den wichtigsten Werkstoffen des täglichen Lebens und sollten vor Korrosion, die optische Fehler, Sicherheitsmängel und am Ende wirtschaftliche Schäden verursachen kann, geschützt werden. Das Buch „Korrosionsschutz durch Beschichtungen“ der Autoren Jörg Sander et al. bietet ein aktuelles Bild der Qualität und Chemie der Substratoberfläche, der fachgerechten Konversionsbehandlung, der Funktion von Harzen und antikorrosiven Pigmenten in Lacken sowie der neuesten Konzepte für den Korrosionsschutz.