Titandioxid-Beschichtungen verleihen Glas, Metall und Kunststoffen neue Eigenschaften
Oberflächen reinigen sich von alleine

Mit dem Auto durch den Winter kommen, ohne dass die Scheiben beschlagen? Medizinisches Besteck, das ohne Desinfektion frei von Bakterien bleibt? Badfliesen, die immer sauber aussehen, ohne dass sie wöchentlich geschrubbt werden müssen? Klingt zu schön, um wahr zu sein. Nanotechniker sind dabei, diese Wünsche Wirklichkeit werden zu lassen.

BERLIN. Der Stoff, mit dem die Forscher das erreichen wollen, ist Titandioxid. Werden Glasscheiben mit diesen Partikeln beschichtet, genügt Tageslicht – selbst wenn es bewölkt ist – um organischen Schmutz wie Staub, Moos, Algen oder Vogelkot auflösen. Der chemische Zersetzungsprozess setzt automatisch bei Bestrahlung mit UV-Licht ein.

Titandioxid lässt sich recht gut auf verschiedene Materialien und Oberflächen aufbringen, was eine Reihe von Anwendungen ermöglicht. Die werden unter anderem an acht Fraunhofer-Instituten und in der Industrie erprobt.

Besonders weit gediehen ist die Entwicklung von selbstreinigenden Flächen im Hausbau. Der Erlus Baustoffwerke AG bietet seit einem halben Jahr den Ziegeln „Lotus“ an, die Fette, Ruße, Moose und Algen von Hausdächern fern halten. Die Mindestbedingungen hier: Eine Außentemperatur von zehn Grad Celsius, 20 Grad Dachneigung und 30 Prozent Lichteinfall mit natürlichem Tageslicht.

Den unter diesen Bedingungen ablaufenden chemischen Prozess erklärt Gerhard Schottner vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST so: „Der Selbstreinigungseffekt beruht auf der Bildung eines Elektron-Loch- Paares im Titanoxid bei UV-Strahlung. Die Ladungsträger wandern zur Oberfläche und lösen dort chemische Reaktionen aus, bei der organische Substanzen abgebaut werden.“ Unterstützt wird dies durch die wasseranziehende Wirkung der Oberfläche, wodurch der Schmutz von selbst abgewaschen wird.

Auch für Flachglas und Fliesen haben auch die Fraunhofer-Forscher die Beschichtung bereits mit Erfolg erprobt und mit Firmen umgesetzt. So bieten seit kurzem die Glashersteller Saint-Gobain Glass, Pilkington und Signapur Fensterscheiben mit dem so genannten Lotuseffekt an. Sie werden nicht mehr schmutzig. Schmutz, der sich auf den Scheiben absetzt, wird bei nächsten Regen einfach abgewaschen. Die Mehrkosten für solche Beschichtungen sind nicht hoch und hängen von dem Verfahren ab.

Die Forscher hoffen künftig auch, durch Beschichten von Werkzeugen für die Medizin, wie Skalpelle, Klammern und ähnliches mit Titandioxid Bakterien zuverlässig abtöten zu können. Die aggressive Wirkung von Titandioxid zersetzt fast jedes organische Material, wie Bakterien, Viren oder Algen. Dabei werden die Mikroorganismen in Wasser und Kohlendioxid aufgespaltet. Allerdings: „Anwendungen im Innenbereich sind bisher nur bedingt möglich, da hier kaum UV-Licht vorhanden ist“, sagt Schottner.

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