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Nanolack soll Fingerabdrücke auf Oberflächen verhindern

Fraunhofer-Forschung
Nanolack soll Fingerabdrücke auf Oberflächen verhindern

Wassertropfen auf Edelstahloberfläche mit Nanolack
Öltropfen auf einer superhydrophoben und oleophoben Beschichtung auf Edelstahl. Bild: FEW Chemicals
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Fingerabdrücke auf glänzenden Edelstahloberflächen greifen diese an. Ein neuer Nanolack, ein spezieller Lack, dem Nanopartikel zugesetzt wurden, soll künftig verhindern, dass beim Anfassen von Edelstahlfronten Fingerabdrücke zurückbleiben. Entwickelt wird er von Forschern am Fraunhofer-Institut.

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) in Halle wollen nun gemeinsam mit Kollegen der FEW Chemicals GmbH Wolfen solchen Fettabdrücken ein Ende bereiten. Ihre Idee: Ein Beschichtungs-Lack, der spezielle Zusätze enthält und dabei wasser- und ölabweisend ist. Die im Lack integrierten Partikel lagern sich an der Oberfläche des Edelstahls an und vergrößern diese und machen sie rauer. Der Finger, der mit der Kühlschranktür in Kontakt kommt, berührt die Oberfläche dann nur an den erhöhten Stellen. Dadurch ist die Fläche, mit dem das „Fingerfett“ in Berührung kommt, recht klein. Gleichzeitig ist der Brechungsindex des Lacks so eingestellt, dass er dem des Fettgehalts des Fingers entspricht. Der Fingerabdruck fällt so also kaum auf.

Fingerabdruck Kühlschrank Nanolack
Sichtbare Fingerabdrücke, hier an einem Kühlschrank, sollen mit dem Nanolack der Vergangenheit angehören. Bild: Fraunhofer IMWS

Analyse der Schichtsysteme

Die FEW Chemicals GmbH übernimmt die Entwicklung der Lacksysteme, das Fraunhofer-Team die Analyse dieser Schichten. „Wir untersuchen die hergestellten Schichten zum einen über Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und Rasterkraftmikroskopie. Wie groß sind die einzelnen Partikel im Lacksystem? Sind die Partikel homogen verteilt? Wie wirken sich die eingesetzten Additive aus?“, erläutert Dr. Jessica Klehm, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Geschäftsfeld „Biologische und makromolekulare Materialien“ am Fraunhofer IMWS. Diese Fragen sind wichtig, um die Qualität des Lacks beurteilen zu können, denn wenn sich die Nanopartikel zu größeren Partikeln zusammenlagen, könnte der Lack seine Transparenz einbüßen. Sind die Teilchen zu klein, bleibt die Oberfläche zu glatt – der Fettfilm könnte dann trotz des Lacks großflächig an ihr haften.

Für eine optimale Untersuchung mit dem Lichtmikroskop und die Weiterverarbeitung mit anderen Untersuchungsmethoden sollten die Proben nicht dicker als 60 bis 80 Mikrometer sein –vergleichbar mit der Dicke eines menschlichen Haars –, für eine Untersuchung im Transmissionselektronenmikroskop sogar noch tausendfach dünner. „Mit einer Säge können wir die Proben nicht zurechtschneiden, sie würde die Beschichtung zerstören. Wir betten die Proben daher in Harz ein und schleifen sie dann auf die gewünschte Dicke herunter«, erklärt Klehm.

Automatische Prüfmaschine quantifiziert „Anti-Fingerprint-Wirkung“

Die Forscher entwickeln außerdem eine automatische Prüfmaschine für die Schichten. Diese soll nicht die Partikel im Lack untersuchen, sondern die Sichtbarkeit der Fingerabdrücke selbst. Dazu wird ein Stempel in eine Lösung getaucht, deren Zusammensetzung dem Fettfilm auf der menschlichen Haut ähnelt. Der Stempel drückt dann auf eine beschichtete Oberfläche, um dort einen „Fingerabdruck“ zu hinterlassen. Im Anschluss soll eine Prüfmaschine analysieren, wie viel Lösung auf der Oberfläche verblieben ist – und damit, wie viel Prozent „Anti-Fingerprint-Wirkung“ der Lack aufweist.

Einen Favoriten unter den verschiedenen untersuchten Lacksystemen haben die Forscher bereits gefunden. Dieser muss nun weiter optimiert werden. Bis Ende 2020 soll die Entwicklung abgeschlossen sein und das Lacksystem industriell hergestellt werden. (wag)

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