Nanobeschichtung - Oberflächenversiegelung nach dem Vorbild der Natur

Die Nanobeschichtung ist ein Verfahren zum Aufbringen von Nanostrukturen auf verschiedene mikrostrukturierte Oberflächen. Die Funktion dieser hydrophoben (wasserabweisenden) und hydrophilen (wasserfreundlichen) Oberflächen beruht auf dem Benetzungsverhalten von Flüssigkeiten, zumeist Wasser, auf glattem Untergrund. Damit kann ein sogenannter „Lotus-Effekt“, mit dem die Benetzbarkeit der nanoskopischen Oberfläche von Lotuspflanzen bezeichnet wird, erzielt werden. Der „Lotuseffekt“ ist ein erfolgreiches Beispiel der Bionik, der Übertragung von Vorbildern aus der Natur in technische Lösungen. Während bei hydrophoben Oberflächen das Wasser abperlt und die Schmutzpartikel mitnimmt, bildet sich bei hydrophilen ein dünner Film, der von der Oberfläche abfließt. Diese Fähigkeit der Selbstreinigung wasserabweisender nanostrukturierter Oberflächen wurde in den 1970er Jahren entdeckt und führte seit dem Jahr 1990 zu praktischen Anwendungen. Diese so behandelten Oberflächen haben den Vorteil, dass sie sich leichter reinigen lassen und sich somit Arbeitsaufwand und Kosten reduzieren lassen.

Die Nanoteilchen werden auf gereinigte Flächen aufgebracht und bilden die entsprechenden mikro-nanoskopische Strukturen aus. Auch mit Spray lassen sich Nanostrukturen aufbringen. Die Nanopartikel verbinden sich mit der Oberfläche und bilden einen ultradünnen Schutzfilm. Dieser ist unsichtbar, UV und Hitze beständig ist und liefert den willkommenen „Easy-to-Clean-Effekt“.
Mit der Nanobeschichtung können zahlreiche unterschiedliche Materialien behandelt werden, wie Glas, Kunststoffe, Metalle, Mineralien (Steine, Beton, Mauerwerk) und Textilien. Ebenso vielfältig gestalten sich die Einsatzbereiche der Nanobeschichtung. Die Nanobeschichtung findet Anwendung als Lackschutz für Autos, Versiegelung von Parkplätzen, Anti-Fingerprint auf Bildschirmen, im Badezimmerbereich bei Badkeramik oder als selbstreinigende Hausfassade. Selbstreinigendes Glas wird, aus Gründen des Marketings, ebenfalls gerne mit dem Lotuseffekt in Verbindung gebracht. Da sich mit der Nanobeschichtung der Reinigungs- und damit der Kostenaufwand stark reduzieren lassen, hat sie sich schnell im Markt etabliert. Einige Anbieter offerieren allerdings herkömmliche Beschichtungssysteme mit Kurzzeitwirkung unter der Bezeichnung „Nanotechnologie“, um sich in dem hochpreisigen Marktsegment positionieren zu können. Die tatsächliche Nanobeschichtung stellt jedoch eine multifunktionelle Oberflächen-veredelung mit Langzeitwirkung dar, die in unzähligen praktischen Anwendungen ihre positiven Effekte beweist.

Die Nanotechnologie wird nicht nur in der Industrie für vielfältige Anwendungen eingesetzt, sondern die „Nano-Produkteigenschaften“ stehen auch dem Privatkunden zur Verfügung z.B. zur Autolack-Versiegelung. Die Nanobeschichtung ist beständig gegenüber Abrieb und ist fest mit der Oberfläche verbunden. Nanobeschichtete Parkplätze, Terrassen, Garagenauffahrten zeigen ein reduziertes Wachstum an Algen, Moos und Flechten. Derart versiegelte Flächen sind nicht nur wasserabweisend sondern auch Öl- und Fett abweisend sowie chemisch reaktionsarm gegenüber Lösungsmitteln. Bei Textilien, beispielsweise bei Teppichen, hat die Nanobeschichtung gegenüber der Imprägnierung den Vorteil höherer Beständigkeit bei maschineller Reinigung. Auch die Motorradfahrer profitieren bei Fahrten im Regen von der ultradünnen, Wasser abweisenden Schutzschicht ihrer Motorradjacken. Neue Möglichkeiten eröffnet die Nanobeschichtung von Textilien wie Herrenanzüge im medizinischen Bereich. Mit dieser Textilbeschichtung lassen sich antibakterielle Eigenschaften sowie die Freisetzung von Wirkstoffen erzielen. Viele Verbraucher profitieren heutzutage von den neuen wissenschaftlichen Entwicklungen im Bereich Nanobeschichtung. Ein kratzfester Antibelagschutz verhindert das Beschlagen von Windschutzscheiben und Spiegeln, was auch bei Brillen vorteilhaft ist. Wenn sich durch die Beschichtung auch die Verschmutzung verzögert und die Reinigung erleichtert wird, ganz ohne zusätzliche Reinigung geht es heute noch nicht.

Aber es werden aus dem Bereich der bionischen Forschung und Entwicklung noch einige hochinteressante Anwendungen resultieren Derzeit arbeiten die Wissenschaftler intensiv an weiteren praktischen Einsatzmöglichkeiten der Nanobeschichtung, wie zum Beispiel der Oberflächenversiegelung von Flugzeugen. Der positive Effekt wäre, dass sich Wassertropfen und Eiskristalle nicht auf den Tragflächen halten können und somit würde das lästige und kostenintensive Enteisen der Tragflächen entfallen.