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Materialforschung: Der Stoff, an dem Öl einfach abperlt

Wasserabweisende Materialien sind kein Problem: Schon die Natur macht mit Blättern vor, wie das funktioniert. Aber eine Oberfläche, die Öl abweist, gab es bisher nicht. Mit welchem Trick US-Ingenieure den neuartigen Stoff herstellten.

In der Natur gibt es eine ganze Reihe von Materialien, die wasserabweisend sind - zum Beispiel Blätter. Oberflächen, die Öl abweisen, scheint es aber nicht zu geben. Nun haben Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge ein Gewebe entwickelt, von dem Öl und ähnliche Flüssigkeiten einfach abperlen. Verantwortlich dafür sind die chemischen Eigenschaften des Materials und seine besondere Oberflächenbeschaffenheit. Das berichten die Forscher um Robert Cohen im Fachmagazin "Science".

Dass ein Material Wasser abweist, Öl aber nicht, beruht auf der unterschiedlichen Oberflächenspannung der Flüssigkeiten. Wasser hat eine hohe Oberflächenspannung und bildet Tropfen, die zum Beispiel auf einem frisch gewachsten Auto abperlen. Öl und andere Kohlenwasserstoffe haben eine niedrige Oberflächenspannung und breiten sich auf Oberflächen aus. Daher saugen sich Vogelfedern nicht mit Wasser voll, während Öl kann nur mit einem Lösungsmittel aus dem Gefieder entfernt werden kann.

Einsatz in der Raumfahrt möglich

Die Forscher lösten dieses Problem der Oberflächenspannung mit einem Material aus speziellen Mikrofasern, die Flüssigkeitstropfen abperlen lassen. Die Kunstfasern bestehen unter anderem aus dem synthetischen Molekül FluoroPOSS, das eine extrem niedrige Oberflächenenergie besitzt. Das raue Material weist zudem Strukturen aus winzigen Trögen und Säulen auf, die durch die entstehenden konkaven Formen zu dem abstoßenden Effekt beitragen.

Die Wissenschafter können mit der Faser Gewebe konstruieren, die verschiedene Kohlenwasserstoffe abweisen und damit zum Beispiel bestimmte Kohlenwasserstoffe von Wasser trennen können. Auch lassen sich die Fasern auf unterschiedliche Oberflächen aufgetragen, beispielsweise Metall, Glas, Kunststoffe oder sogar organische Oberflächen wie Blätter. Die Technik könnte bei Komponenten in der Luft- und Raumfahrt Anwendung finden, die sich auf keinen Fall mit Öl oder Treibstoff vollsaugen dürfen.

DDP / DDP
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