Lack auf Silicon

Verkleinert man die Teilchen eines Stoffes bis in den Nanobereich, dann ändern sich dessen Eigenschaften mitunter drastisch.

Auf diesem Effekt basiert die Nanotechnologie, die beispielsweise für härtere Schichten oder beschlagfreie Spiegel sorgt. Nun hat sich ein interdisziplinäres Forschungsteam der Kieler Christian-Albrechts-Universität an das Thema Silicon gemacht. Besser gesagt, trotz dessen Antihaft-Eigenschaft eine Verbindung mit anderen Werkstoffen zu ermöglichen.

Als Lösung fanden die Forscher nanoskalige Zinkoxidkristalle in Form sogenannter Tetrapoden, also vierarmigen Elementen in Größen von mehreren Nano- bis wenigen Mikrometern. Diese Kristalle fungieren als Klammern zwischen den beiden Werkstoffen und verbinden diese rein mechanisch ohne chemische Veränderung der Oberflächen. Versucht man die Werkstoffe zu trennen, dann verbinden sich die Arme umso stärker mit dem Material.

Will man beispielsweise ein teflonbeschichtetes Werkstück mit einer Silicon-Oberfläche verbinden, so tragen die Uni-Forscher zunächst Zinkoxid- kristalle homogen auf der erwärmten Teflonschicht auf und bringen dann die Siliconschicht auf. Anschließend wird alles auf rund 100 Grad Celsius erwärmt. Dieses Verfahren eignet sich freilich nur für den Labor-Maßstab, an einer praxisnahen Weiterentwicklung arbeitet derweil das Ostholsteiner Unternehmen Nanoproofed Group.

Nanoproofed entwickelt derzeit eine Möglichkeit, siliconhaltige Oberflächen so zu behandeln, dass eine weitere Beschichtung mit bekannten Lacksystemen möglich wird. Auch hier sorgen die Zinkoxidkristalle für den Haftverbund, Interlocking genannt. Für die Kopplung könnte entweder eine primerähnliche Beschichtung sorgen oder aber eine per Transferfolie auf die Silicon-Oberfläche applizierte vorproduzierte Schicht. Welche Version letztlich realisiert wird, steht derzeit noch offen – und soll Anfang 2013 in Praxistests mit Profi-Anwendern – auch aus dem Malerhandwerk – ermittelt werden. Dies betrifft ebenfalls die Applikationsmethode und die Art der Aktivierung des Interlocking. Wärme scheint hierfür unabdingbar zu sein, genauso wie ein akribisch vorbereiteter Untergrund.