Gecko und Lotuseffekt als Vorbild
Der Lotuseffekt lässt Wasser vom Blatt abperlen und schützt Pflanzen vor Schmutz. Feinste Härchen an den Füßen lassen Geckos kopfüber an glatten Oberflächen haften. Solche Meisterleistungen der Natur wollen Forscher zum Vorbild nehmen.
Ursache für den Lotuseffekt oder das Geckophänomen ist die Kombination aus einer speziellen chemischen Zusammensetzung des Materials und einer besonderen Struktur der Materialoberfläche im Mikro- und Nanometerbereich.
Polymere erzeugen Oberflächenstruktur
Mitarbeiter des Fraunhofer IWM haben eine bereits patentierte Technologie entwickelt, die genau bei dieser Kombination ansetzt. „So können wir Polymere mit der gewünschten Strukturierung der Oberfläche im Mikro- und im Nanometerbereich erzeugen und Eigenschaften wie beispielsweise das Benetzungsverhalten oder die optische Reflexion eines Kunststoffs optimieren. Das bietet viele Anwendungsmöglichkeiten in der Verpackungsindustrie und Biotechnologie, perspektivisch auch in der Medizintechnik und in der optischen Industrie“, sagt Prof. Dr. Andreas Heilmann, Leiter des Projekts am Fraunhofer IWM.
Verbundvorhaben gestartet
Die Fraunhofer-Forscher entwickeln und nutzen Formwerkzeuge (Prägestempel), die den Kunststoffen dann in einer Heißprägeanlage die gewünschte Oberflächenstruktur „verpassen“. Im Rahmen des Förderprogramms „Unternehmen Region“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung sollen in einem „Wachstumskern Potenzial“ die bisherigen Forschungsergebnisse gemeinsam mit fünf Unternehmen aus dem mitteldeutschen Chemiedreieck Halle-Bitterfeld-Merseburg in eine industrienahe Technologie übertragen werden. Jetzt fiel der Startschuss zum Verbundvorhaben „Kombinierte Mikro- und Nanostrukturierung von Kunststoffen (KoMiNaKu)“.
Haftung von Klebern und Druckfarben verbessern
Das am Projekt beteiligte Unternehmen Polifilm Extrusion GmbH will für Schutz-, Kaschier- und Verpackungsfolien aus Polyethylen gezielt die Topografie der Folienoberfläche und die Benetzbarkeit verändern. Dies soll unter anderem zur Verbesserung der Haftung von Klebern und Druckfarben führen. Für die Langzeitdatensicherung über einen Zeitraum von mehr als 500 Jahren mit Silberhalogenid-Archivfilmen möchte die FilmoTec GmbH aus Bitterfeld-Wolfen mit der neuen Technologie die Haftung zwischen Unterlage und fotografischer Emulsionsschicht weiter verbessern. Die für die Entwicklung der Technologie notwendigen Maschinenkomponenten werden durch die MABA Spezialmaschinen GmbH Bitterfeld-Wolfen und durch die SmartMembranes GmbH Halle (Saale) konstruiert und gefertigt. Die Materialbewertung und -charakterisierung erfolgt gemeinschaftlich durch die Polymer Service GmbH Merseburg und durch das Fraunhofer IWM in Halle.
Neue Impulse für die Region
Mit dem Verbundvorhaben „KoMiNaKu“ sollen mittelfristig Produkte entwickelt werden, die nachhaltig die wirtschaftliche Entwicklung der beteiligten Unternehmen unterstützen und der gesamten Region neue Impulse geben. Dieses Ziel unterstrich auch Marco Tullner, Staatssekretär im Ministerium für Wissenschaft und Wirtschaft Sachsen-Anhalt: „Die enge Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen und Unternehmen ist der Schlüssel für mehr Innovationen. Das neue Verbundprojekt des Fraunhofer IWM mit Unternehmen aus der Region wird eine Zukunftstechnologie voranbringen und die Wettbewerbsfähigkeit der Firmen stärken.“