Bionique : Revêtements antiadhésifs texturés inspirés de la nature
Au cours des dix dernières années, le terme bionique, un mot artificiel issu de la biologie et de la technologie, également connu sous le nom de «biologie technique» ou biomimétique, a pris de l'importance.
Après les débuts en Allemagne à l'Université de Sarre, à Sarrebruck, les deux exemples les plus populaires de la recherche fondamentale sont le film Riblet, développé à l'Université de Sarrebruck à l'aide de l'exemple de la peau de requin et de l'effet lotus, découvert et utilisé à des fins industrielles. par l'Université de Bonn d'après le modèle du dessus des feuilles du lotus. Les deux développements sont basés sur la découverte initialement surprenante selon laquelle la nature préfère les surfaces à la texture la plus fine si les ingénieurs utilisent le plus lisse possible.
La société Rhenotherm Kunststoffbeschichtungs GmbH est spécialisée dans les revêtements industriels à base de fluoropolymère pour les domaines d'application de la lubrification sèche, antiadhésive et la protection contre la corrosion depuis 30 et est ouverte au développement continu de systèmes de revêtement répondant aux besoins variés de ses clients. Certains développements ont été brevetés, notamment Lotuflon®, un revêtement de polymère fluoré microstructuré à différents niveaux structuraux.
Rhenotherm participe à un projet commun financé par le BMBF (soutien VDI, FKZ 13N8676) visant à développer de nouveaux revêtements anti-adhésifs durables.
À la fois en termes de flux optimal autour de l'air ou de l'eau et sur la plus faible adhérence de particules, surfaces microstructurées
Surface lisse surface lisse car la couche limite de l'écoulement est influencée positivement. Cela évite les turbulences étouffantes tout en réduisant la pollution, ce qui n’est pas seulement une question d’esthétique, car il en résulte un gain de poids et une forme aérodynamique réduite, ce qui est vital pour les organismes en réduisant l’infestation par des agents pathogènes. Dans les développements techniques, tels que la construction d’avions et de navires, cet aspect de l’antifouling devient de plus en plus important, notamment en raison de l’augmentation actuellement considérable des coûts de carburant et de transport.
Les structures biologiques sont généralement optimisées par rapport à plusieurs problèmes et sont souvent construites avec des molécules structurales plus grosses et leur capacité à s'auto-organiser, ce qui nécessite souvent une structuration. Au-delà de l'auto-nettoyage en relation avec l'eau, la propriété anti-adhérente d'une surface microstructurée est d'une importance industrielle croissante: comme décrit à l'aide de l'exemple de l'effet lotus, différentes tailles (hiérarchies) de la surface foliaire telles que les nervures des feuilles, les cellules épidermiques et les cristaux de cire dans leur combinaison réduisent la surface de contact jusqu'à 96%. De telles structures, dérivées des modèles biologiques, sont utilisées dans les systèmes Plasma Coatings® de Rhenotherm Kunststoffbeschichtung GmbH. En commençant par les structures de base structurées qui sont construites sur le corps de base, celles-ci sont revêtues de divers matériaux antiadhésifs. La structure de base est appliquée par sablage par projection thermique ou par revêtement plasma. On utilise pour cela des métaux durs ou des céramiques (oxyde d'aluminium, carbure de tungstène, etc.).
A propos de la structure de base ainsi construite, vous apportez la couche anti-adhésive appropriée. Cela peut être constitué de polymères fluorés (Teflon ™) ou de silicone. Le domaine d'application de ces revêtements Plasma-Coatings® est multiple: dans l'industrie des adhésifs, des rouleaux de déviation pour rubans adhésifs, couches, étiquettes, etc. ont été revêtus.
Dans l’industrie de l’imprimerie, les rouleaux sont enduits pour le processus de laminage. Dans le domaine de la transformation, de tels revêtements sont de plus en plus utilisés. Le revêtement n’est pas seulement non collant, il présente également une traction due à sa structure, ce qui peut être bénéfique dans de nombreux cas. En fonction du matériau antiadhésif, les surfaces sont absolument résistantes aux produits chimiques, mais également conductrices de l'électricité aux charges électrostatiques
pour prévenir. Même dans la production d'élastomères et dans l'industrie du caoutchouc, ces types de revêtements sont utilisés.
Contrairement à ces revêtements structurés, Rhenotherm Kunststoffcoatings GmbH est également en mesure de produire des revêtements antiadhésifs super lisses à base de PTFE et de PFA. Des surfaces super lisses (Ra < 1 µm) sont obtenues avec plusieurs couches et divers processus de polissage. L'épaisseur de la couche peut être fabriquée avec une tolérance de 5 µm, ce qui permet d'obtenir une excellente concentricité.