Biónica: Recubrimientos antiadherentes texturizados inspirados en la naturaleza
En los últimos diez años, el término biónica, una palabra artificial de biología y tecnología, también conocida como “biología técnica” o biomimética, ha ganado importancia.
Después de los inicios en Alemania en la Universidad de Saarland, Saarbrücken, los dos ejemplos más populares de la investigación básica son la película Riblet, desarrollada en la Universidad de Saarbrücken utilizando el ejemplo de la piel de los tiburones, y el efecto Lotus, descubierto y puesto en uso industrial. por la Universidad de Bonn después del modelo de la parte superior de la hoja de la planta de loto. Ambos desarrollos se basan en el sorprendente descubrimiento inicial de que la naturaleza prefiere las superficies con texturas más finas si los ingenieros las utilizan de la forma más suave posible.
La empresa Rhenotherm Kunststoffbeschichtungs GmbH se ha especializado en recubrimientos industriales a base de fluoropolímeros para las áreas de aplicación de antiadherentes, lubricación en seco y protección contra la corrosión durante los años de 30 y está abierta al desarrollo continuo de sistemas de recubrimiento para satisfacer las diferentes necesidades de los clientes. Algunos desarrollos han sido patentados, incluido Lotuflon®, un recubrimiento de fluoropolímero microestructurado con diferentes niveles estructurales.
Rhenotherm participa en un proyecto conjunto financiado por el BMBF (soporte VDI, FKZ 13N8676) para el desarrollo de recubrimientos antiadhesivos novedosos y duraderos.
Tanto en términos de flujo óptimo alrededor del aire o agua y en la menor adherencia de partículas, superficies microestructuradas
Superficie lisa lisa porque la capa límite del flujo está influenciada positivamente. Esto evita la turbulencia sofocante al tiempo que reduce la contaminación, lo que no solo es una cuestión estética, ya que resulta en un aumento de peso y una forma aerodinámica reducida y es vital para los organismos al reducir la infestación de patógenos. En desarrollos técnicos, tales como la construcción de aeronaves y barcos, este aspecto de antiincrustantes es cada vez más importante, especialmente debido al enorme aumento actual de los costos de combustible y transporte.
Las estructuras biológicas generalmente se optimizan con respecto a varios problemas y, a menudo, se construyen con moléculas estructurales más grandes y su capacidad para autoorganizarse, lo que a menudo requiere estructuración. Más allá de la autolimpieza en conexión con el agua, la propiedad anti-adherencia de una superficie microestructurada es de creciente importancia industrial: como se describe usando el ejemplo del efecto loto, diferentes tamaños (jerarquías) de la superficie de la hoja, como venas de las hojas, células epidérmicas y cristales de cera en su combinación, reducen el área de contacto hasta en un 96%. Estas estructuras, derivadas de los modelos biológicos, se utilizan en los sistemas Plasma Coatings® de Rhenotherm Kunststoffbeschichtung GmbH. Partiendo de estructuras básicas estructuradas que se construyen sobre el cuerpo base, estas se recubren con diversos materiales antiadherentes. La estructura básica se aplica mediante chorro de arena mediante proyección térmica o recubrimiento de plasma. Para ello se utilizan metales duros o cerámicas (óxido de aluminio, carburo de tungsteno, etc.).
Sobre la estructura básica así construida traes la capa antiadhesiva apropiada. Esto puede consistir en fluoropolímeros (Teflon ™) o silicona. El campo de aplicación de estos recubrimientos Plasma-Coatings® es múltiple: en la industria de los adhesivos, se han recubierto rodillos de desviación para cintas adhesivas, pañales, etiquetas, etc.
En la industria de la impresión, los rollos están recubiertos para el proceso de laminación. En el campo de la conversión, tales recubrimientos son cada vez más utilizados. El recubrimiento no solo no es pegajoso, sino que también tiene tracción debido a su estructura, lo que puede ser beneficioso en muchos casos. Dependiendo del material antiadherente, las superficies son absolutamente resistentes a los químicos, pero también son eléctricamente conductoras a las cargas electrostáticas.
para prevenir Incluso en la producción de elastómeros y en la industria del caucho, se utilizan estos tipos de revestimiento.
A diferencia de estos recubrimientos estructurados, Rhenotherm Kunststoffcoatings GmbH también puede producir recubrimientos antiadherentes supersuaves a base de PTFE y PFA. Las superficies súper suaves (Ra < 1 µm) se logran con múltiples capas y varios procesos de pulido. El grosor de la capa se puede fabricar con una tolerancia de 5 µm, por lo que se puede lograr una excelente concentricidad.