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Wenn Forscher keinen Kontakt wünschen

Eine vollständig Wasser und Eis abweisende Oberfläche - um diese für die Industrie hoch relevante Neuentwicklung zu realisieren, hat ein Nachwuchswissenschaftler der TU Dresden eine Aluminiumplatte so mit einem Laser strukturiert, dass sie superhydrophob wurde.

04.10.2019
Trendspot-Redaktion
TU-Dresden_Tropfenvergleich
TU-Dresden Tropfenvergleich

Bereits seit zwei Jahren forscht Stephan Milles an einer Oberflächenstruktur für den Industrie nahen Werkstoff Aluminium, auf der kein Tropfen mehr hält und auch die Vereisung stark verzögert ist. "Wenn ein Flugzeug durch Wolken fliegt, hilft es schon, wenn die Vereisung von Tragflächen, Triebwerken und Sensorelementen um ein paar Sekunden verlangsamt wird", erklärt Milles. Aber auch aus Aluminium bestehende Rotorblätter von Windrädern, Tanks für Flüssigkeiten der Lebensmittelindustrie oder Messgeräte sollen von der Entwicklung des 28-jährigen Forschers profitieren, die eine Alternative zu bisherigen Verbundwerkstoffen oder der Beschichtung von Oberflächen sein könnte. Für die Strukturierung von Materialien in industriellen Anwendungen sollen künftig keine zusätzlichen Chemikalien oder Reinraumbedingungen mehr erforderlich sein.

Milles verweist hier vor allem auf eine besondere Eigenschaft seiner Entwicklung: "Nicht alle Wasser abweisenden Oberflächen sind gleichzeitig Eis abweisend. Meine Struktur kann beides!" Um diesen Effekt zu erzielen, habe er als Erster, wie Milles betont, eine komplexe mikro- und nanostrukturierte Struktur - Stichwort Lotoseffekt - mit einem speziellen Laser basierten Verfahren aufgebracht: "Die große Herausforderung war, zunächst eine Struktur zu finden, die zehnmal kleiner ist als ein menschliches Haar und diese dann noch filigraner zu gravieren", erklärt Milles, der aktuell daran arbeitet, Aluminiumplatten großflächig und wirtschaftlich mit dem Laserinterferenzverfahren bearbeiten zu können. "Nur das Laserinterferenzverfahren kann unterschiedliche Oberflächen in kürzester Zeit filigran strukturieren. Erst wenn ein Quadratmeter Aluminium in wenigen Minuten Laser graviert werden kann, wird das Verfahren spannend für die Industrie. Andere Verfahren würden aktuell noch mehrere Stunden für die Oberflächenstrukturierung eines Quadratmeters brauchen und hätten dabei trotzdem keine mikro- und nanometergroße Struktur hergestellt", sagt Milles.

Gefördert wird die Forschungsarbeit von Milles, der zu diesem Thema gerade bei dem Laserexperten Prof. Andrés Fabián Lasagni promoviert, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Reinhart Koselleck-Projektes zur „"Herstellung von großflächigen, zwei- und dreistufigen multiskaligen Strukturen mit multifunktionalen Oberflächeneigenschaften mittels Laser basierten Methoden". Milles erhielt in diesem Zusammenhang im Juni dieses Jahres auf der internationalen Konferenz "International Conference on Nature Inspired Surface Engineering" in New Jersey, USA, bereits eine Auszeichnung.

Technische Universität Dresden | Fakultät Maschinenwesen (D-01062 Dresden)
Website: Technische Universität Dresden| Faculty of Mechanical Science and Engineering (01062 Dresden, Germany),

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