Neuartige und langanhaltende wasser- und schmutzabweisende Oberflächenbeschichtung
Wissenschaftlern der Universität Paderborn ist es mit ihrer Existenzgründungsidee einer langanhaltenden wasser- und schmutzabweisenden Oberflächenbeschichtung gelungen, sich für eine Förderung im Programm EXIST-Forschungstransfer des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) und des Europäischen Sozialfonds (ESF) zu empfehlen.
Der Förderumfang während der zweijährigen Projektphase des Teams um David Wedegärtner, Deniz Dogan und Sven Wauschkuhn umfasst 800.000 Euro. Das Programm fördert herausragende forschungsbasierte Gründungsvorhaben, die mit risikoreichen und aufwändigen Entwicklungsarbeiten verbunden sind. Hierbei soll die Entwicklung bisheriger Forschungsarbeiten vorangetrieben, Prototypen hergestellt und getestet, der Businessplan ausgearbeitet und schließlich das Unternehmen gegründet werden. Es ist das zweite Mal, dass ein Team der Universität Paderborn die Jury des renommierten Programms EXIST-Forschungstransfer überzeugen konnte. Unterstützung bekamen sie dabei vom Technologietransfer- und Existenzgründungscenter der Universität Paderborn (TecUP).
Innovative wasser- und schmutzabweisende Oberflächenbeschichtung
Begonnen hat alles im Wintersemester 2009/2010 während ihres Chemiestudiums an der Universität Paderborn. Hier lernten sich David Wedegärtner und Deniz Dogan kennen und freundeten sich schnell an. Seit Anfang 2016 promovieren Wedegärtner und Dogan auf dem Gebiet der technischen Chemie im Arbeitskreis von Prof. Dr. Wolfang Bremser am Lehrstuhl für „Coatings, Materials & Polymers“ (CMP) der Universität Paderborn. Die Spezialisierung auf Beschichtungssysteme ist deutschlandweit einzigartig und der Arbeitskreis CMP aufgrund der hervorragenden fachlichen Infrastruktur renommiert. Wedegärtner promoviert in der im Arbeitskreis integrierten Nachwuchsforschungsgruppe „Biobased & Bioinspired Materials“ von Prof. Dr. Oliver Strube über eine strukturierte Beschichtung mithilfe von Enzymen. Prof. Dr. Wolfgang Bremser war der Ideengeber für Dogans Forschung, die im Bereich „Antifouling“ liegt. Der „Biofouling-Prozess“ an Schiffsrümpfen soll mit einer giftfreien, geeigneten Beschichtung mit einem mikrophasenseparierenden System verhindert werden. Ein Patent wurde bereits angemeldet. Hieraus entstand schließlich die Idee zur Entwicklung ihres Produktes. Ihre Forschungsergebnisse tragen die beiden seit nunmehr fünf Jahren zusammen.
Mit dem Programm „START-UP-Hochschul-Ausgründungen.NRW“ konnten sie sich bereits eine Landesförderung in Höhe von 240.000 Euro sichern. Dieses Vorhaben wurde aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Im Dezember läuft die anderthalbjährige Förderung aus. Unter dem Projekttitel „Microdomes“ entwickelten Dogan und Wedegärtner bereits eine innovative Oberflächenbeschichtung. In einem Langzeittest wurde diese validiert. Der „Proof of Principle“, also die Durchführbarkeit des Vorhabens, konnte schon bewiesen werden.
Die nun anschließende Förderung im Programm EXIST-Forschungstransfer soll unter dem Projekttitel „Nanodots Waterline“ laufen. Der Projektstart ist für März 2021 geplant. Dann hat das Team 24 Monate Zeit, um die technische Realisierbarkeit hoch zu skalieren und in die bestehenden Beschichtungsprozesse zu integrieren. Momentan können nur bis zu 15 Liter des Lacks in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Das soll sich zukünftig ändern: „Was im kleinen Labormaßstab funktioniert, gelingt nicht auf einmal in einem riesigen Reaktor“, beschreibt Wedegärtner die Herausforderung in der Herstellung großtechnischer Mengen.
Mikrostrukturierung des Silikons im Lack
Der Kern der Innovation ist die wasser- und schmutzabweisende Wirkung der Beschichtung bei gleichzeitig hoher mechanischer Beständigkeit. Die Chemiker entwickeln eine Hybridbeschichtung, indem sie zwei Beschichtungsklassen kombinieren, die nur schwer zu kombinieren sind. „Als ich anfing, an dem Thema zu forschen, war der allgemeine Konsens, dass es nicht funktionieren wird“, so Dogan. Das Besondere an ihrer Entwicklung ist die Mikrostrukturierung des Silikons im Lack, das die funktionale Komponente bildet. Funktionale Beschichtungen im Bereich von „Easy-to-clean“ und „Antifouling“ haben bislang den Nachteil, mechanisch unbeständig zu sein. Zudem sind sie nicht nur schwierig aufzubringen, sondern auch sehr teuer.
Daher entwickeln die Gründer ein Lacksystem, das genauso aufgetragen werden kann wie herkömmliche Lacke und das vom Kosten- und Nutzenverhältnis akzeptabel ist. Der wasserbasierte Klarlack härtet je nach Anwendungsfeld sowohl bei Umgebungstemperaturen als auch bei hohen Temperaturen in Einbrennsystemen aus. „Das Produkt kann viel und hat in vielen Märkten Potential“, beschreibt Dogan die Entwicklung. In dem durch das TecUP initiierten Workshop „Where to play“, der im Januar dieses Jahres in der garage33 stattfand, bestätigte sich die Annahme, dass das Potential für den innovativen Lack in vielen Märkten zu finden ist, wie beispielsweise im Straßenbau, im Wasserbau sowie im Bereich der Haustüren- und Fassadenversiegelungen. Im Automotive-Bereich Fuß zu fassen ist das langfristige Ziel des Teams.
Weitere Informationen auf der Website der Universität Paderborn.