Mikro + Nano = großes Potenzial

Weltweit arbeiten Forscher daran, die Eigenschaften von Kunststoffen zu erweitern. Das Hallenser WK Potenzial „KoMiNaKu“ entwickelt eine neue Technologie, die kombinierte Mikro- und Nanostrukturen in Materialoberflächen prägt.  

Mit solch einem Heißprägestempel kann die Oberfläche von Kunststoffen zielgerichtet modifiziert werden. (Foto: PRpetuum GmbH)
Mit solch einem Heißprägestempel kann die Oberfläche von Kunststoffen zielgerichtet modifiziert werden.
Foto: PRpetuum GmbH
Die Oberflächen der mattsilbernen Prägestempel aus Aluminium weisen feinste Mikro- und Nanostrukturen aus Aluminiumoxid auf. Doch für das bloße Auge sind sie nicht zu erkennen. Auch für die darüber streichende Fingerkuppe fühlt sich die Oberfläche glatt an. Dennoch: In den feinen Poren und Noppen auf der Stempeloberfläche steckt enormes wirtschaftliches Potenzial. „Mit Hilfe des von uns entwickelten Prägeverfahrens können diese Stempel die Oberflächen von Kunststoffen soweit modifizieren, dass diese neue Materialeigenschaften aufweisen“, sagt Andreas Heilmann, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Halle. Er und seine Kollegen haben Formwerkzeuge entwickelt, die Kunststoffen in einer Heißprägeanlage die gewünschte Oberflächenstruktur geben. Die Technologie wurde vom Fraunhofer IWM zur Patentierung eingereicht.
 

Das Know-how der Region

Unternehmen speziell aus dem mitteldeutschen Chemiedreieck Halle-Bitterfeld-Merseburg sehen in der Kombination von Oberflächenstrukturen im Mikro- und Nanometerbereich ein enormes Forschungs- und Entwicklungspotenzial zur Verbesserung ihrer Produkte und somit ihrer Marktchancen. In der Region sind traditionell unter anderem die Herstellung von Kunststoffen, die Filmproduktion und der Spezialmaschinenbau zu Hause. Die vom Bundesforschungsministerium geförderte Wachstumskern-Potenzial-Initiative „Kombinierte Mikro- und Nanostrukturen von Kunststoffen “ solle zeigen, dass in dem Thema genügend Verwertungspotenzial mit Blick auf die Zukunftsmärkte steckt, sagte Ministeriumsvertreter Hans-Peter Hiepe auf der Kick-off-Veranstaltung des Forschungsvorhabens KoMiNaKu.

Mit oberflächenbehandelten Kunststoff-Implantaten kann sich das menschliche Gewebe gut verbinden. (Foto: PRpetuum GmbH)
Mit oberflächenbehandelten Kunststoff-Implantaten kann sich das menschliche Gewebe gut verbinden.
Foto: PRpetuum GmbH

Als eine der wichtigsten Erfindungen der Menschheit bezeichnet Projektkoordinator Andreas Heilmann die Kunststofffolie. Insbesondere beim Einsatz in der Landwirtschaft und als Verpackungsmaterial ist sie steigenden Anforderungen ausgesetzt. Druckfarben und Beschichtungen für Etiketten und Kaschierfolien sollen auf ihr haften. Auch „Anti-Haftung“ und „Anti-Beschlag“ sind gewünschte Eigenschaften. Und aus Sicht des Umweltschutzes, meint Wissenschaftler Heilmann, müsse es neue Strategien einer nachhaltigen Verwendung oder Wiederverwertung geben. Auch in diese Richtung solle innerhalb des Forschungsprojektes gedacht werden. Ebenso eröffne die Medizintechnik ein großes Anwendungsgebiet mit speziellen Ansprüchen an Kunststoffverpackungen wie auch an Implantat-Materialien.

Firmen mit Kunststoff-Kompetenzen

Der Projektpartner FilmoTec GmbH aus Bitterfeld-Wolfen befasst sich mit der Langzeitdatensicherung von Silberhalogenid-Archivfilmen und möchte mit der neuen Technologie die Haftung zwischen Unterlage und fotografischer Emulsionsschicht verbessern, damit die Archivfilme „ewig“ haltbar werden. Die POLIFILM Extrusion GmbH will hingegen die Haftung von Klebern und Farben auf ihren Schutz- und Verpackungsfolien verbessern. Die MABA Spezialmaschinen GmbH Bitterfeld-Wolfen und die SmartMembranes GmbH Halle wollen die Maschinenkomponenten zur Umsetzung der Technologie entwickeln. Die Polymer Service GmbH Merseburg und das Fraunhofer IWM Halle werden schließlich die neuen Materialeigenschaften der Folien bewerten und charakterisieren. In den nächsten beiden Jahren will das KoMiNaKu-Bündnis die Technologie so weit entwickeln, dass sie sich in die industrielle Anwendung übertragen lässt.

Weitere Informationen zum WK Potenzial KoMiNaKu finden Sie hier.