Spezialoberfläche: Ölschmutz entfernt sich selbst

Mikrotexturen leiten Flüssigkeiten präzise in gewünschte Richtung

22.06.2016 - Finnland

Forscher an der Aalto-Universität http://aalto.fi/en haben ölabweisende Oberflächen mit speziellen Mikrostrukturen entwickelt, auf denen sich Öltropfen ganz von selbst in eine vorgegebene Richtung bewegen. Derartige Oberflächen könnten beispielsweise dafür sorgen, dass sich Ölverschmutzungen bei Analysegeräten ganz von selbst entfernen. Allgemeiner interessant sind sie, um kleine Flüssigkeitsmengen ohne großen Energieaufwand zu Transportieren.

Oberflächenspannung

"Wir haben Oberflächen entwickelt, die Öltropfen mithilfe derer Oberflächenspannung bewegen können", erklärt Ville Jokinen, Postdoc im Bereich Materialwissenschaften an der Aalto-Universität. Konkret würde sich jeder Tropfen, der irgendwo auf dem Muster der Mikrostruktur auftrifft, zu dessen Mitte hinbewegen. Das klappt, weil es sich um ein spezielles asymmetrisches geometrisches Muster auf der Oberfläche handelt.

"Bislang war ein Selbst-Bewegen von Öltropfen aufgrund ihrer geringen Oberflächenspannung eine große Herausforderung", betont Xuelin Tian, ebenfalls Materialwissenschafts-Postdoc. Für Flüssigkeiten mit hoher Oberflächenspannung, wie insbesondere Wasser, ist es merklich einfacher, ähnliche Effekte zu erzielen. Das kommt auch in der Natur häufiger vor. Beispielsweise gibt es Kakteen, deren Nadeln Wasser nach diesem Prinzip in eine bestimmte Richtung leiten und Käfer, deren Panzer ähnliches können.

Technisch sehr attraktiv

Die neuen Oberflächen bringen nicht nur Öl, sondern auch diverse andere Flüssigkeiten wie Wasser, Wein oder reines Ethanol dazu, sich selbst zu bewegen. Das ist technisch attraktiv, beispielsweise für Laborgeräte, die mit kleinen Flüssigkeitsmengen arbeiten. "Die Tropfen positionieren sich sehr genau im Zentrum des Musters. Das könnte man nutzen, um Anordnungen funktioneller Materialien aufzutragen", meint zudem Physikprofessor Robin Ras. Denkbar sei ihm zufolge auch, den Effekt praktisch umzukehren und so dafür zu sorgen, dass unerwünschte Tropfen von bestimmten Bereichen eines Geräts fernbleiben - beispielsweise, damit die Düsen von Tintenstrahldruckern nicht verkleben.

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