Oberflächenfunktionalisierung
Laser zeichnen Lotos­effekte in Tragflügel

© Fraunhofer IWS Dresden
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Die TU Dresden hat gemein­sam mit dem Fraun­hofer IWS und Air­bus ein Laser­verfahren zum Gravieren von Lotos­effekten ent­wickelt. Damit lassen sich bei­spiels­weise wasser- und eis­abweisende Trag­flächen für Flug­zeuge konstruieren.

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Der Lotoseffekt ist nach der Lotosblume benannt, von deren Blättern Wasser in Tropfen abperlt und dabei Schmutzpartikel mitnimmt. Das liegt an der mikro- und nanoskopischen Struktur der Oberfläche der Blätter. In der Industrie nutzen den Effekt unter anderem die Hersteller von Fassadenfarben, Badarmaturen oder Kameragläsern. Die meisten Lotoseffekte werden derzeit jedoch mit Beschichtungen umgesetzt, die mit der Zeit altern und viel von ihrer Wirksamkeit verlieren können. Die TU Dresden hat nun in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von Laser4Fun ein Verfahren entwickelt, um die Nanostrukturen per Laser in Aluminium zu gravieren. Mit dieser Form der Oberflächenfunktionalisierung sollen u.a. wasser- und schmutzabweisende Flugzeugtragflächen entstehen, die folglich widerstandsfähig gegen Vereisung sind. Airbus führt bereits entsprechende Tests mit einer aus Titan gefertigten Oberfläche durch.

Um den Lotoseffekt zu erzeugen, haben die Forscher das Licht eines Lasers aufgespalten und damit ein Interferenzmuster erzeugt. Dieses Muster gräbt Strukturen in das Metall, die unter dem Mikroskop Säulenhallen oder Wellblechdächern ähneln. Die Abstände zwischen den Säulen lassen sich zwischen 150 nm und 30 μm einstellen. Auf einer so winzigen Oberfläche finden Wassertropfen nicht mehr genügend Kontakt und rutschen ab.