Der Lotuseffekt ist längst bekannt und genutzt, funktioniert aber immer noch nicht optimal: Wird die wasser- und schmutzabweisende Oberfläche durch Beschichten erzeugt, altert sie mit der Zeit. Erzeugt der Laser mit ähnlichem Effekt eine fein strukturierte Oberfläche, so braucht er dafür viel zu lange – bisher. Fraunhofer IWS, TU Dresden und Airbus haben nun im europäischen Projekt „Laser4Fun“ ein Verfahren entwickelt, das wesentlich schneller ist.
Je nach zu strukturierenden Werkstoffen schafft der Laser fast 1 m²/min, teilen die Forscher mit. „Das ist Weltrekord“, betont Prof. Andres Lasagni vom IWS. „Mit unserem Verfahren wollen wir jegliche Verunreinigung von Flugzeugoberflächen vermeiden“, erläutert Dr. Tim Kunze, Leiter der Gruppe Oberflächenfunktionalisierung am IWS. „Es wäre aber auch schon ein Erfolg, wenn wir sie wenigstens hemmen können.“ Dies lasse sich durch mikro- und nanostrukturierte Oberflächen realisieren, die – anders als früher – nicht mit anderen Technologien kombiniert werden müssen.
Um zu verstehen, was sich die Fraunhofer-Ingenieure ausgedacht haben, ist die Erinnerung an den Physikunterricht hilfreich: Ein Lichtstrahl, der einen Doppelspalt passiert, bildet ein periodisches Muster aus hellen und dunklen Linien – ein „Interferenzmuster“. Solch ein Interferenzmuster erzeugen die neuen DLIP-Optikmodule aus Dresden (Direct Laser Interference Patterning) und teilen den Laser in Teilstrahlen auf. Diese schmelzen Muster mit definierten Abständen in die Substrate. Das Ziel: Durch Nano- und Mikrostrukturen auf der Titan-Oberfläche können sich Wassertropfen nicht mehr breitmachen und anheften. Weil sie nicht genug Kontakt auf der Oberfläche finden, rollen oder rutschen sie ab.
Das DFG-geförderte System soll sich in handelsübliche Fertigungsanlagen integrieren lassen. Neben dem Lotus-Effekt sind noch weitere Anwendungen für die Mikro- und Nanostrukturierungen denkbar.
