Umweltfreundliche Antifoulingbeschichtungen

Alles, was im Seewasser steht (ob Schiff, Windenergieanlage oder eine Betonoberfläche) wird irgendwann von Meeresbewohnern besiedelt. Das nennt man (Bio)fouling. Das kann erhebliche Schäden, auch volkswirtschaftlich betrachtet, verursachen.
Entsprechend bietet die Beschichtungsindustrie sog. Antifoulingschichten an, die den Bewuchs zuverlässig verhindern. Nachteil: diese Schichten enthalten Biozide, also Stoffe, die auf Lebewesen abstossend bis tödlich wirken; vor allem: sie reichern sich im Wasser an.
Um künftig den Effekt der Antifoulingschichten ohne Biozide zu erreichen, versuchen Forscher in einem Verbundprojekt neue Wege zu finden. Kandidaten sind Polymersysteme mit speziellen Oberflächenstrukturen Zusätzlich soll mechanisch der Effekt der Haifischhaut addiert werden, um das Ziel zu erreichen.
Kein einfacher Weg, der zu gehen ist, deshalb haben sich insgesamt zwölf Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengetan.
Wir werden sehen, ob das Projekt zum Erfolg führt. Bei der Menge an Oberflächen in Seewasserkontakt ein für Ökologie wie Ökonomie lohnender Ansatz!

Kleben auf Lacken ohne Vorbehandlung?

Normalerweise predige ich immer: keine gute Oberflächenbeschichtung ohne Vorbehandlung! Viele Fehler lassen sich so im Vorfeld vermeiden.

Nun bietet 3M eine Klebefolie für –insbesondere- Autolacke an, die ohne Vorbehandlung sehr gute Klebeergebnisse liefern soll. Das sog. “Acrylic Plus Tape” mit Acrylatkern weist beidseitig eine Kleberformulierung auf, die auch ohne Vorbehandlung auf mittel bis wenig energetischen Kunststoffoberflächen hervorragende Hafteigenschaften haben soll.

Für speziell die Automobilindustrie natürlich eine Prozesserleichterung und Kostenreduktion (wenn das Tape diese nicht wieder auffrisst Zwinkerndes Smiley), für die Umwelt natürlich positiv, da Vorbehandlungsmittel und ihre Emissionen und sonstigen Auswirkungen wegfallen.

Das sollte man im Auge behalten!

Härter und heisser

Chinesische Forscher haben Diamant, das härteste bekannte Material, nun noch härter gemacht: durch das Erzeugen von Zwillingskristallen im Nanoabstand wird die Härte des makroskopisch genutzten Materials weiter gesteigert. Bisher war auch die Temperatur-beständigkeit des Diamanten seine Achillesferse: ab 800°C beginnt er zu verbrennen. Durch die spezielle Kristallografie der Zwillingskristalle ließ sich der Temperaturbereich, ab dem die Verbrennung beginnt, auf rund 1000°C erhöhen. Die Forscher begründen dies damit, dass die Umwandlung von Diamant in Graphit, der dann die Verbrennung einleitet, durch die Zwillingskristalle so deutlich erschwert wird, dass sich daraus die Erhöhung der Verbrennungstemperatur ergibt. Mit einem solcherart verbesserten Material sind dann Anwendungen möglich, die bisher nicht in Frage kamen.

Quelle: Nature, 510, S. 250–253  (12 June 2014): Nanotwinned diamond with unprecedented hardness and stability, by: Quan Huang, Dongli Yu, Bo Xu, Wentao Hu, Yanming Ma, Yanbin Wang, Zhisheng Zhao, Bin Wen, Julong He, Zhongyuan Liu & Yongjun Tian

Verformbare Fotodioden

Kombiniert man gängige Beschichtungsverfahren und geeignete organische Farbpigmente, hat dazu noch das notwendige know-how, kann man organische Fotodioden herstellen. Vorteile: leicht – und vor allem preiswert – aufzubringen, in der Wellenlängen-Empfindlichkeit einstellbar, verformbar! bzw. nicht an flache Trägersubstrate gebunden, ….

Damit sind ein ganze Reihe von Anwendungen denk- und machbar: Sensorelemente in Kameras, Analytiksensoren, Steigerung der Lichtempfindlichkeit von Kameras, Einsätze in der Qualitätsbegutachtung in speziell auf das Prüfgut angepassten Formen, ….

Eine interessante Technik, die bestimmt noch von sich reden machen wird. Und die zeigt, dass auch konventionelle Aufbringmethoden noch lange nicht ausgedient haben.

Quelle: Fraunhofer-Einrichtung für Organik, Materialien und Elektronische Bauelemente COMEDD

Ersatz für Li-Ionen Akkus gefunden?

Jeder kennt Li-Ionen Akkus als Energiequelle für moderne Geräte aller Art, z.B. Mobiltelefone. Nachteile sind immer noch relativ lange Ladezeiten und ein – wenn auch nur noch geringfügiger- Memoryeffekt. Für kürzere Ladezeiten besteht Hoffnung, israelische Forscher haben kürzlich erste Videos veröffentlicht, die zeigen, wie der Energiespeicher eines Mobiltelefons innerhalb von ca. 30 Sekunden vollständig aufgeladen wird. Genaueres weiß man aber noch nicht.

Forscher aus Singapur sind einen anderen Weg gegangen: aus Graphenoxid (Graphen sind spezielle monolagige Kohlenstoffschichten), einlagigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen und einem Lösungsmittel stellten sie Graphenfasern her. Eingebettet in Elektrolyte lassen sich so Superkondensatoren mit sehr hoher Energiedichte erzeugen, die die Werte von Li-Ionen Akkus erreichen. Vor allem bleiben Energie- und Leistungsdichte auch nach 10000 Ladezyklen noch erhalten. Zusätzlich ist die Faser problemlos verbiegbar, ohne ihre Eigenschaften zu verlieren. Und die Ladezeiten betragen nur Minuten.

Alles in allem eine aussichtreiche Entwicklung, die Zukunft haben könnte. Im nächsten Schritt müssen nun Module entwickelt werden, die den Leistungsbedarf bspw. von Mobiltelefonen befriedigen. Die Forscher sehen gute Chancen für die Serienfertigung.

Originalveröffentlichung: Dingshan Yu et al.: Scalable synthesis of hierarchically structured carbon nanotube–graphene fibres for capacitive energy storage, Nat. Nanotech., online 11. Mai 2014 ; DOI: 10.1038/nnano.2014.93

Laserlicht für Autos?

Darth Vader im Strassenverkehr? Jeder kennt die Laserschwerter mit denen Luke Skywalker und sein Vater, Darth Vader, kämpfen. Nun hält die Lasertechnik Einzug in den Automobil-Bereich. Blaue Laser-Dioden bestrahlen eine gelbe Linse aus einem Phosphorkristall, um die richtige Wellenlänge einzustellen. Ggf. befinden sich noch Streupartikel, z.B. aus TiO2, im Strahlengang, um aus dem extrem gebündelten Stahl des Lasers eine verwertbare Lampe zu machen. Fertig ist das Laserlicht, das völlig neue Leuchtweiten ermöglicht. Kann man mit konventionellen Autoleuchten im Fernlichtmodus ca. 200 m ausleuchten, ist dies mit den neuen Laserleuchten auf 600 m möglich. Ein riesiger Sicherheitszuwachs, der auch zu einem kleinen “star war” der Hersteller führen wird: wer leuchtet am weitesten? Damit der Gegen-verkehr nicht geblendet wird, regelt eine Elektronik, dass das Fernlicht nur freigegeben wird, wenn kein solcher besteht. BMW will den neuen i8 damit ausstatten, Audi in LeMans damit glänzen – im wahrsten Sinne des Wortes. Bleibt nur zu hoffen, dass die Technik zu bezahlbaren Preisen absehbar auch für Otto Normalverbraucher verfügbar sein wird, denn besseres Sehen bei Dunkelheit ist ein ganz wesentlicher Sicherheitsfaktor – 50 % der Unfälle finden bei Dunkelheit statt, obwohl nur 35% aller Fahrten nachts durchgeführt werden.

Gedächtniswerkstoffe in der Medizin

Materialien, die nach einer Verformung wieder ihre Ursprungsform annehmen, gibt es schon seit einiger Zeit. Leider immer noch teuer und schwierig herzustellen. Ein aktuelles Anwendungsgebiet sind Implantate im medizinischen Bereich. Hier werden bspw. Stents aus NiTiNol, einer speziellen Nickel-Titan Legierung eingesetzt. Bei einer vorgegebenen Temperatur nimmt das Material die eingeprägte Form an. Das nutzt man bei minimalinvasiven Eingriffen, um bspw. Stents bei Durchblutungsproblemen zu setzen. Nun horcht mancher bei “Nickel” auf. Nickelallergie! Neuere Untersuchungen dazu zeigen allerdings, dass wohl so geringe Mengen Nickel freigesetzt werden, dass keine Gefahr davon ausgeht. Gut, dass das mal untersucht wurde!

Bei Fragen zu dieser Werkstoffgruppe: gerne melden, posten, …

Neue Technologien am POS

Mit einem neuen Bluetooth-Verfahren (Bluetooth LE oder auch Bluetooth Smart) wollen verschiedene Hersteller hochwertiger Mobiltelefone, allen voran Apple, das Einkaufen revolutionieren. Die energiesparsamen Geräte, bspw. in einem Kaufhaus angebracht, senden nur Ihre eigenen Kennnummer und zwei weitere Ziffernfolgen, aus denen sich der Standort des Gerätes ergibt. Im Gegensatz zur Near-Field Communication (NFC) kann das Gerät keine Signale empfangen. Durch die übertragenen Daten lassen sich aber Aktionen auf Geräten auslösen, die zwischen 10 cm und maximal 50 Metern entfernt sind. Apple nennt diese Sender iBeacons. Passend dazu – und zum besuchten Ort – benötigt man eine entsprechende App auf dem Mobilgerät.

Mögliche Anwendungen: in einem Kaufhaus kann der Besucher ortsgenau über Angebote in dem Regal informiert werden, vor dem er gerade steht. Oder er “sagt” der App, was er sucht und wird dann dorthin gelotst.

Natürlich kann man bspw. auch in Museen ortsgenaue Infos zum Exponat, vor dem man  steht erhalten oder auf Messen Informationen über den vor einem befindlichen Stand erhalten. Der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt.

Alles in allem eine spannende Technologie. Allerdings wird sie schnell auch die Frage nach dem Thema “Elektrosmog” neu befeuern. Mal sehen, welche Antworten die Hersteller darauf an  anbieten.

Neuartiger Korrosionsschutz

Mittels elektrokeramischer Beschichtungstechnik lassen sich dünne TIO2-Schichten auf Metalle wie z.B. Aluminium aufbringen. Sehr gleichmäßig in der Schichtdicke und sehr schnell: nur 3-5 Minuten dauert der Vorgang und ist mehrfach schneller als konventionelle Hartanodisierungen. Unterstützt wird die konturenfolgende Abscheidung durch ein im Bad gezündetes Plasma. Schöner Nebeneffekt: die Reibung des beschichteten Gegenstandes wird herabgesetzt, es ergeben sich dadurch auch Vorteile beim Verschleiß.

Alles in allem hochinteressant. Wer sich dafür interessiert: einfach posten!

Technologie und Befindlichkeit

Unser gesamtes Leben wird von Technologien bestimmt, beruflich wie privat. Wer würde heute auf viele Errungenschaften moderner Technologien verzichten wollen? Viele meiner Studenten können sich eine Zeit ohne Computer, Smartphones und die zugehörigen Services gar nicht vorstellen und lächeln milde, wenn ich ihnen erzähle, dass man vor dreißig Jahren auch einfache Rechenjobs am Rechenzentrum der Universität erledigen ließ (mit Wartezeiten von mehreren Tagen), weil es praktisch keine PCs gab oder sie unerschwinglich teuer waren.

Das Technologie-Karussell  dreht sich immer schneller, es gibt unendlich viele neue gute Ideen, die auch zur Umsetzung kommen. Aber es gibt auch Menschen, die sich von so viel Technologie bedroht fühlen, sie nicht mehr verstehen und sich letztlich ausgeliefert fühlen (das passiert durchaus auch Unternehmen).

In diesem Spannungsfeld möchte ich meinen Blog ansiedeln und über neue Themen und Möglichkeiten berichten, meine Meinung dazu äußern und Ihre Meinung dazu kennenlernen. Es geht also nicht nur um die “Schöne Neue Welt”, sondern auch um Befindlichkeit und-auch kritische- Stellungnahme. Natürlich bin ich als Technologe und Entwickler begeisterter Technologie-Fan, will aber durchaus auch Grenzen aufzeigen.

In Abständen werde ich neue Technologien und andere Innovationen vorstellen und meine Ansichten dazu posten. Das können allgemeine Beschreibungen, aber auch ganz konkrete, z.B. produktionsbezogene Themen sein. Ich denke, das wird mir viel Spaß machen.

Nutzen Sie die Gelegenheit  zu konstruktiver Teilnahme und helfen mit, diesen Blog bunt und lebendig werden zu lassen!

Ich freue mich auf Ihre Kommentare!