Maßarbeit an der Oberfläche bringt zusätzliche Bauteilfunktion
Fokus: Funktionale SchichtenManchmal reichen kleine Schichten, um Großes zu bewirken. Wissenschaftler verschieben dabei die Grenzen der Bauteilphysik.
Hightech in der Produktion: In der Anlage werden Teile künstlicher Hüftgelenke mit Keramik beschichtet. Ein Fachmann prüft das Ergebnis.
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Schichten, deutlich dünner als ein menschliches Haar, verleihen Bauteilen Eigenschaften, die das Grundmaterial nicht hat. Selbstheilende und schaltbare Oberflächen sind der Traum von Wissenschaftlern wie Thomas Hofmann. Hier steht die Forschung trotz einiger Fortschritte für den stellvertretenden Leiter des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg aber noch am Anfang. Er forscht an funktionalen Oberflächen. „Innovative Nanoschichten können zum Beispiel Indikator für Gase sein, empfindlich auf mechanische Einflüsse sein oder selektiv Mikroorganismen reduzieren“, fasst er einige Forschungstrends zusammen.
Verschleiß wird reduziert und Material eingespart
Schon jetzt spielen Beschichtungen bei der Funktionalisierung von Kunststoff, Metall und auch Glas eine entscheidende Rolle. Dadurch wird z. B. Verschleiß reduziert und Material gespart. Automobilzulieferer Schaeffler hat dafür einen Beschichtungsbaukasten entwickelt, der auch Schichtsysteme für Brennstoffzellen und feinfühlige Roboter beinhaltet. In der Medizin werden Implantate so beschichtet, dass sie weder eine Entzündungsreaktion hervorrufen, noch sich frühzeitig lockern. In Chemnitz drucken Wissenschaftler Schaltkreise auf Papierbahnen, die damit zu Lautsprechern werden. Im 3D-Druck macht die Oberflächenbehandlung aus rauen Strukturen funktionale Schichten. So erhalten z. B. Kunststoffe leitfähige Oberflächen.
