Schmetterlingsflügel als Druckschablone für saubere Fenster

Französische Forscher entwickeln günstige und schnelle Methode, den Selbstreinigungseffekt von Schmetterlingsflügeln auf Glas zu übertragen

Aubervilliers/Paris (Frankreich) - Wassertropfen haben auf Lotusblättern und Schmetterlingsflügeln keine Chance: auf den Nanometer kleinen Huppeln und Zackenstrukturen finden sie keinen Halt. Sie rollen ab und nehmen dabei die umliegenden Schmutzpartikel mit. Jetzt haben französische Forscher eine Methode entwickelt, die Nanostruktur der Flügel und Blätter deutlich günstiger und schneller zu kopieren als mit bisher getesteten lithographischen Techniken. Sie nutzen ein Polymer-Gel, um die Strukturen regelrecht abzupausen. Danach dient die Form dazu, die Struktur auf Glas zu übertragen: Selbstreinigende Fenster und andere Oberflächen auch in großen Größen und Stückzahlen sind das Ziel.

"Wir präsentieren eine eigenständige und kostengünstige Methode für die Herstellung strukturierter Oberflächen, bioinspiriert von Schmetterlingsflügeln und Lotusblättern", schreibt das Team um Christophe Peroz und Tamar Saison vom staatlichen französischen Forschungszentrum CNRS Saint Gobain im Fachblatt "Bioinspiration and Biomimetics". Gemeinsam mit Kollegen des Instituts für Nanowissenschaften (INSP) in Paris nutzten die Forscher ein so genanntes Sol-Gel auf Basis von Siliziumdioxid. Dieses Polymergel gossen sie über einen echten Schmetterlingsflügel bzw. ein Lotusblatt, um die Oberfläche in feinstem Maßstab zu kopieren. Nach dem Trocknen diente das erstarrte Gel als flexible Gussform für Methyltriethoxysilan (MTEOS), das sich dann als rund 900 Nanometer dünner Film auf andere Oberflächen übertragen lässt. Viele solcher nanostrukturierten Filme nebeneinander sollen ihre Eigenschaften auch auf große Glasflächen übertragen.

Die so erzeugten Oberflächen zeigten sich tatsächlich extrem wasserabstoßend und erreichten Werte von bis zu 160 Grad Kontaktwinkel der Wassertropfen. Eine Hitzebehandlung zwischen 200 und 500 Grad Celsius hob den Effekt allerdings auf und machte die Oberflächen extrem wasseranziehend.