KIT Polymerfolien, die extrem dünn sind und eine hohe Lichtstreuung aufweisen, sind das Ergebnis eines neuen Verfahrens aus dem Karlsruher Institut für Technologie. Das kostengünstige Material lässt sich industriell auf unterschiedlichsten Gegenständen aufbringen, um ihnen eine attraktive weiße Optik zu verleihen. Zudem kann das Verfahren Produkte umweltfreundlicher machen.
Bislang ist Titandioxid das Standardpigment, um Lacke, Farben und Kunststoffe, aber auch Kosmetika, Lebensmittel, Kaugummi oder Tabletten weiß zu färben. Das Pigment steht jedoch in der Kritik. »Titandioxid hat einen sehr hohen Brechungsindex, es reflektiert einfallendes Licht fast vollständig, hat jedoch den Nachteil, dass sich seine Partikel nicht abbauen und dadurch auf Dauer die Umwelt belasten«, sagt Professor Hendrik Hölscher vom Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des KIT. Zudem gibt es Bedenken, dass Titandioxid möglicherweise gesundheitsschädlich sein könnte.
»Wir umgehen die Verwendung von umwelt- und gesundheitsschädlichen Pigmenten, indem wir poröse Polymerstrukturen mit vergleichbar hoher Streuung erzeugen«, so Hölscher. Inspiriert wurden er und sein Team von dem weißen Käfer Cyphochilus insulanus, dessen Schuppen dank einer speziellen Nanostruktur seines Chitinpanzers weiß erscheinen. »Nach diesem Vorbild stellen wir aus Polymeren feste, poröse Nanostrukturen her, die einem Schwamm ähneln.«
»Die mit unserem Verfahren gefertigten Polymerfolien sind extrem dünn, flexibel und leicht, aber dennoch mechanisch stabil und lassen sich industriell auf unterschiedliche Produkte aufbringen.«. Bei einer Stärke von 9 µm reflektiert die neu entwickelte Polymerfolie mehr als 57% des einfallenden Lichts. 80–90% sind bei einer dickeren Folie erreichbar.
Neben Folien lassen sich auch ganze Gegenstände entsprechend weiß färben. Die Forscher planen als nächsten Schritt kleine Kügelchen herzustellen, um sie in andere Materialien einbringen zu können. (Foto: Julia Syurik, KIT)
