bionica: Getextureerde anti-aanbaklagen geïnspireerd door de natuur
In de afgelopen tien jaar is de term bionica, een kunstmatig woord uit de biologie en technologie, ook bekend als 'technische biologie' of biomimetica, aan belang gewonnen.
Na het begin in Duitsland aan de Universiteit van Saarland, Saarbrücken, zijn de twee populairste voorbeelden van fundamenteel onderzoek de Riblet-film, ontwikkeld aan de universiteit van Saarbrücken met het voorbeeld van de huid van haaien, en het Lotus-effect, ontdekt en in industrieel gebruik gestopt door de Universiteit van Bonn naar het model van de bladtop van de lotusplant. Beide ontwikkelingen zijn gebaseerd op de in eerste instantie verbazingwekkende ontdekking dat de natuur de voorkeur geeft aan oppervlakken met de fijnste structuur als ingenieurs deze zo soepel mogelijk gebruiken.
Het bedrijf Rhenotherm Kunststoffbeschichtungs GmbH is gespecialiseerd in industriële coatings op basis van fluoropolymeren voor de toepassingsgebieden van antikleef-, droogsmering- en corrosiebescherming voor 30-jaren en staat open voor de voortdurende ontwikkeling van coatingsystemen om te voldoen aan verschillende klantvereisten. Sommige ontwikkelingen zijn gepatenteerd, waaronder Lotuflon®, een microgestructureerde fluorpolymeercoating met verschillende structurele niveaus.
Rhenotherm is betrokken bij een BMBF-gefinancierd gezamenlijk project (ondersteuning van VDI, FKZ 13N8676) voor de ontwikkeling van nieuwe en duurzame antikleeflagen.
Zowel in termen van optimale stroming rond lucht of water en op de laagste hechting van deeltjes, microgestructureerde oppervlakken
Glad oppervlak glad omdat de grenslaag van de stroom positief wordt beïnvloed. Dit voorkomt verstikkende turbulentie en vermindert de vervuiling, wat niet alleen een kwestie is van esthetiek, het resulteert in een verhoogd gewicht en een verminderde stroomlijnvorm en is van vitaal belang voor organismen door het verminderen van de aantasting door pathogenen. In technische ontwikkelingen, zoals de bouw van vliegtuigen en schepen, wordt dit aspect van aangroeiwerende stoffen steeds belangrijker, vooral vanwege de momenteel enorme toename van brandstof- en transportkosten.
Biologische structuren zijn meestal geoptimaliseerd met betrekking tot verschillende problemen en zijn vaak opgebouwd met grotere structurele moleculen en hun vermogen tot zelforganisatie, wat vaak structurering vereist. De anti-adhesie-eigenschap van een microgestructureerd oppervlak gaat verder dan zelfreinigend in verband met water, maar is van toenemend industrieel belang: zoals beschreven aan de hand van het voorbeeld van het lotuseffect, verminderen verschillende groottes (hiërarchieën) van het bladoppervlak zoals bladnerven, epidermale cellen en waskristallen in hun combinatie het contactoppervlak tot 96%. Dergelijke structuren, afgeleid van de biologische modellen, worden gebruikt in de Plasma Coatings®-systemen van Rhenotherm Kunststoffbeschichtung GmbH. Vertrekkend van gestructureerde basisstructuren die op het basislichaam zijn opgebouwd, worden deze bekleed met verschillende antiaanbakmaterialen. De basisstructuur wordt aangebracht door middel van zandstralen door middel van thermisch spuiten of plasmacoating. Hiervoor worden harde metalen of keramiek (aluminiumoxide, wolfraamcarbide, etc.) gebruikt.
Over de aldus geconstrueerde basisstructuur brengt u de juiste antikleeflaag. Dit kan bestaan uit fluorpolymeren (Teflon ™) of siliconen. Het toepassingsgebied van deze Plasma-Coatings®-coatings is veelzijdig: in de lijmindustrie zijn deflectierollen voor kleefbanden, luiers, labels, enz. Gecoat.
In de grafische industrie worden rollen gecoat voor het lamineerproces. Op het gebied van het omzetten van dergelijke coatings worden in toenemende mate gebruikt. De coating is niet alleen niet plakkerig, maar heeft ook grip vanwege de structuur, wat in veel gevallen nuttig kan zijn. Afhankelijk van het antikleefmateriaal zijn de oppervlakken absoluut chemisch bestendig, maar ook elektrisch geleidend voor elektrostatische ladingen
voorkomen. Zelfs bij de productie van elastomeren en in de rubberindustrie worden deze soorten coatings gebruikt.
In tegenstelling tot deze gestructureerde coatings kan Rhenotherm Kunststoffcoatings GmbH ook supergladde antiaanbaklagen produceren op basis van PTFE en PFA. Supergladde oppervlakken (Ra < 1 µm) worden bereikt met meerdere lagen en verschillende polijstprocessen. De laagdikte kan worden vervaardigd met een tolerantie van 5 µm, waardoor een uitstekende concentriciteit kan worden bereikt.