Bionika: Teksturowane powłoki nieprzywierające inspirowane naturą
W ciągu ostatnich dziesięciu lat na znaczeniu zyskało pojęcie bionika, sztuczne słowo z zakresu biologii i technologii, znane również jako „biologia techniczna” lub biomimetyka.
Po początkach w Niemczech na Uniwersytecie Saary w Saarbrücken, dwoma najpopularniejszymi przykładami z badań podstawowych są film Riblet, opracowany na Uniwersytecie w Saarbrücken, wykorzystujący przykład skóry rekina i efekt Lotosu, odkryty i wykorzystany w przemyśle przez Uniwersytet w Bonn po modelu wierzchołka liści rośliny lotosu. Oba rozwiązania opierają się na zdumiewającym odkryciu, że natura preferuje powierzchnie o najdrobniejszej fakturze, jeśli inżynierowie używają ich jak najsprawniej.
Firma Rhenotherm Kunststoffbeschichtungs GmbH specjalizuje się w powłokach przemysłowych na bazie fluoropolimerów w obszarach zastosowań non-stick, suchego smarowania i ochrony antykorozyjnej dla 30 lat i jest otwarta na ciągły rozwój systemów powłokowych, aby sprostać różnym wymaganiom klientów. Opatentowano niektóre rozwiązania, w tym Lotuflon®, mikrostrukturowaną powłokę fluoropolimerową o różnych poziomach strukturalnych.
Rhenotherm bierze udział w finansowanym przez BMBF wspólnym projekcie (wsparcie VDI, FKZ 13N8676) na rzecz opracowania nowych i trwałych powłok antyadhezyjnych.
Zarówno pod względem optymalnego przepływu powietrza lub wody, jak i najniższej przyczepności cząstek, mikrostrukturalnych powierzchni
Gładka powierzchnia gładka, ponieważ pozytywnie wpływa na warstwę graniczną przepływu. Zapobiega to tłumieniu turbulencji przy jednoczesnym zmniejszeniu zanieczyszczenia, co jest nie tylko kwestią estetyki, ponieważ skutkuje zwiększeniem masy i zmniejszeniem kształtu i jest niezbędne dla organizmów poprzez zmniejszenie inwazji patogenów. W postępach technicznych, takich jak budowa samolotów i statków, ten aspekt przeciwporostowy staje się coraz ważniejszy, zwłaszcza ze względu na ogromny wzrost kosztów paliwa i transportu.
Struktury biologiczne są zwykle optymalizowane pod kątem kilku problemów i często składają się z większych cząsteczek strukturalnych i ich zdolności do samoorganizacji, co często wymaga strukturyzacji. Wykraczając poza samooczyszczanie w połączeniu z wodą, właściwości antyadhezyjne powierzchni o mikrostrukturze mają rosnące znaczenie przemysłowe: jak opisano na przykładzie efektu lotosu, różne rozmiary (hierarchie) powierzchni liścia, takie jak żyłki liściowe, komórki naskórka i kryształy wosku w ich połączeniu zmniejszają powierzchnię kontaktu nawet o 96%. Takie struktury, wywodzące się z modeli biologicznych, są wykorzystywane w systemach Plasma Coatings® firmy Rhenotherm Kunststoffbeschichtung GmbH. Zaczynając od strukturalnych struktur podstawowych, które są budowane na korpusie podstawowym, są one pokryte różnymi materiałami nieprzywierającymi. Podstawową strukturę nakłada się metodą piaskowania metodą natryskiwania cieplnego lub plazmowego. W tym celu stosuje się twarde metale lub ceramikę (tlenek glinu, węglik wolframu itp.).
O tak skonstruowanej podstawowej strukturze przynosisz odpowiednią warstwę antyadhezyjną. Może to być fluoropolimery (Teflon ™) lub silikon. Dziedziny zastosowania tych powłok Plasma-Coatings® są różnorodne: w przemyśle klejów powlekane są rolki odchylające do taśm samoprzylepnych, pieluch, etykiet itp.
W przemyśle poligraficznym rolki są powlekane w procesie laminowania. W dziedzinie przekształcania coraz częściej stosuje się takie powłoki. Powłoka jest nie tylko nieklejąca, ale także ma przyczepność dzięki swojej strukturze, która może być korzystna w wielu przypadkach. W zależności od materiału nieprzywierającego powierzchnie są absolutnie odporne chemicznie, ale także przewodzą elektrycznie ładunki elektrostatyczne
zapobiegać. Nawet w produkcji elastomerów i w przemyśle gumowym stosuje się te rodzaje powłok.
W przeciwieństwie do tych powłok strukturalnych Rhenotherm Kunststoffcoatings GmbH jest w stanie wyprodukować również supergładkie powłoki nieprzywierające na bazie PTFE i PFA. Supergładkie powierzchnie (Ra < 1 µm) uzyskuje się za pomocą wielu warstw i różnych procesów polerowania. Grubość warstwy można wytwarzać z tolerancją 5 µm, dzięki czemu można osiągnąć doskonałą koncentryczność.