Selbstreinigende Farbe wird kratzfest

Selbstreinigende Oberflächen lassen Wasser und viele andere Flüssigkeiten einfach abperlen. Schmutz, aber auch Viren und Bakterien, werden dabei mitgerissen – die Oberfläche bleibt somit sauber. Bislang waren solche Beschichtungen extrem leicht zu beschädigen, wodurch sie ihre besonderen Eigenschaften verloren. Forscher um Yao Lu vom University College London haben nun eine Farbe entwickelt, die trotz Kratzern selbstreinigend bleibt. Darüber berichten sie in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Science".

Die Aufnahmen zeigen in mehreren Abschnitten gefärbte Wassertropfen, die auf verschiedenen Materialien wie Glas, Stahl, Baumwolle oder Papier aufprallen und wieder abprallen, statt absorbiert zu werden. Die Materialien waren zuvor mit der selbstreinigenden Farbe beschichtet worden.
Zeitrafferaufnahmen von Wassertropfen auf selbstreinigenden Oberflächen

Superhydrophobe, also extrem wasserabweisende, Beschichtungen erhalten ihre Oberflächeneigenschaften durch eine spezielle Strukturierung auf der Mikro- und Nanoskala. Lu und seine Kollegen erreichten dies, indem sie für ihre Farbe verschieden große Titandioxid-Nanoteilchen in eine Ethanollösung mischten. Diese Tinktur trug das Team mithilfe eines Klebemittels auf verschiedene Materialien wie Papier, Stahl, Glas oder Baumwolle auf. Wassertropfen prallten anschließend von den Oberflächen ab, statt absorbiert zu werden: Das beschichtete Papier blieb beispielsweise sauber und trocken, obwohl es Wasser und Schmutz ausgesetzt war. In einem weiteren Versuch tauchte das Team mit der Farbe getränkte Baumwolle in blau gefärbtes Wasser ein – nach dem Auftauchen war diese unverändert weiß.

Messerkratzer, Schleifpapier oder darüberreibende Finger können der Beschichtung ebenfalls nichts anhaben, da der Klebstoff die Mikrostrukturen vor der Zerstörung bewahrt. Im Gegensatz zu anderen selbstreinigenden Farben perlt Öl nicht von der neuen Oberfläche ab. Doch selbst wenn sich Öl auf der Beschichtung befand, blieb diese weiterhin superhydrophob. Dies könne den Forschern zufolge vor allem für Anwendungen im industriellen Bereich interessant sein, etwa für Bauteile, die eingefettet sein müssen.