21/11/2017
Door Ad Spijkers
Veel alledaagse producten kunnen profiteren van sterk waterafstotend coatings, bijvoorbeeld sport- en outdoorkleding die water en vuil afstoot, of autoruiten waar geen vocht op condenseert. Het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) heeft een materiaal voor dergelijke coatings ontwikkeld.
In de natuur is het fenomeen vooral bekend van lotusplanten: waterdruppels rollen eenvoudig van het bladoppervlak af. Wetenschappers bootsen dit lotuseffect na met superhydrofobe oppervlakken, die zeer waterafstotend zijn. Bij KIT werkt een team aan een nieuwe klasse van dergelijke materialen, Fluoropor genaamd. Dit Fluoropor is een gefluoriseerd polymeerschuim met doorlopende nano/microstructuur en is zowel transparant als slijtvast.
De onderzoekers combineren de eigenschappen van fluorpolymeren met de ruwheid die bekend is van lotusplanten. Hierdoor kunnen ze oppervlakken realiseren waar zowel olie als water vanaf rolt. De nieuwe materialen worden gekenmerkt door een hoge chemische en thermische stabiliteit.
Superhydrofobie
De onderzoekers van de NeptunLab, de naam van de betreffende onderzoeksgroep aan het KIT zijn er, samen met wetenschappers van het Institut für Angewandte Materialien – Computational Materials Science (IAM-CMS) van het KIT, in geslaagd een gefluoriseerd polymeerschuim te maken dat ook transparant is en bestand tegen slijtage.
Superhydrofobe eigenschappen ontstaan door structurering op nanoschaal. Door zeer fijne structuren zijn de oppervlakken in het algemeen zeer gevoelig voor slijtage en dus niet robuust genoeg voor de dagelijkse toepassingen. In Fluoropor is de nano / microstructuur echter niet beperkt tot het oppervlak, maar strekt zich uit door het gehele volume van het materiaal. Dientengevolge, bereikt het materiaal een hoge slijtvastheid en geschiktheid voor dagelijks gebruik, ook op lange termijn.
Het schuim heeft kleine poriën met een diameter beneden de golflengte van zichtbaar licht, waardoor het optisch transparant is. Dat maakt Fluoropor geschikt als coating voor glas, maar het kan ook worden aangebracht op andere materialen zoals metaal, polymeren of textiel. Fluoropor kan economisch in één stap worden geproduceerd door zogenaamde foto-geïnduceerde radicaalpolymerisatie en in verschillende diktes worden afgewerkt.