Oberflächen „funktionieren“

Ein großer Zukunftsmarkt gehört Materialien mit funktionalisierten Oberflächen. Das GRAVOmere-Verbundprojekt will den Grundstein für Mitteldeutschland als Kompetenzregion für mikrostrukturierte Beschichtungen legen.

Ein Handy-Display sieht verschmiert aus nach einigen Telefonaten dicht am Ohr. Besonders bei solch schweißtreibenden Temperaturen wie in diesem Sommer. Ulrike Helmstedt könnte Abhilfe schaffen durch eine Materialoberfläche mit schmutzabweisenden Effekten. Sie ist Wissenschaftlerin am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung in Leipzig. Das IOM forscht anwendungsorientiert; entwickelt Technologien, die eine Funktionalisierung von Oberflächen und dünnen Schichten unter anderem mittels Laser-Strukturierung ermöglichen.

„Durch funktionalisierte Oberflächen erhalten Materialien ganz neue Eigenschaften – und deren Hersteller können sich neue Geschäftsfelder eröffnen“, sagt Ulrike Helmstedt. Sie hat dabei ganz verschiedene Branchen in Mitteldeutschland im Blick: den Maschinenbau in der Region Chemnitz, die Chemie im Dreieck Leuna-Buna-Bitterfeld, Optik in Jena und das Hightech-Zentrum Dresden.

Ulrike Helmstedt und Martin Ehrhardt vom IOM vor einem Laser

Ulrike Helmstedt und Martin Ehrhardt vom IOM vor einem Laser mit Scanner, der auf der Oberfläche einer Druckform eine Mikrostruktur erzeugt hat.

PRpetuum GmbH

In der Mehrzahl bestimmen kleine und mittelständische Unternehmen die Wirtschaftsstruktur von Mitteldeutschland. Wie sich die Region für die Zukunft aufstellt, hängt in großem Maße von der Innovationsbereitschaft der KMU ab. Doch deren eigene Möglichkeiten, zukunftsweisende Forschung und Entwicklung zu betreiben, sind oft begrenzt, wissen die Wissenschaftler am IOM aus ihrer Zusammenarbeit mit der Industrie. Ihre Idee: Auf einer Technologieplattform sollen sich Unternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und Hochschulen gegenseitig befruchten und den Grundstein für ein mitteldeutsches Kompetenzzentrum für mikrostrukturierte Funktionsoberflächen legen.

Neue Eigenschaften

Derzeit entwickelt ein Projektteam am IOM gemeinsam mit Vertretern der herlac Coswig GmbH und der Sächsischen Walzengravur GmbH ein Konzept, um sich für eine Förderung innerhalb des Programms „WIR! – Wandel durch Innovation in der Region“ zu bewerben. „GRAVOmere“ heißt es und ist der Kurzname für „Laser-gravierbare Polymere“. Soll heißen: Dünne Kunststoffbeschichtungen bekommen mittels Laserlicht eine Mikrostrukturierung zur Funktionalisierung von Oberflächen – etwa die von Werkzeugen, wie Präge- und Druckformen, und von vielen Materialien, wie Folien, Papier und Karton, Lacke, Glas und Textilien.

Ulrike Helmstedt nennt als Beispiel die Innenausstattung eines Autos, die beinahe vollständig aus Kunststoff bestehe. Dieser aber könne durch Oberflächenstrukturierung den haptischen und optischen Eindruck von anderen Materialien vermitteln. Mehr noch: Durch das Bedrucken mit elektronischen Komponenten könnten die Oberflächen ganz neue Funktionen erhalten. Aber auch Außenfassaden oder Wände von Gebäuden könnten durch Strukturierung besondere Eigenschaften bekommen; sich beispielsweise selbst reinigen oder individuelle Leuchteffekte erzeugen.

Neue Geschäftsfelder

„Für die GRAVOmere-Technologie gibt es ganz unterschiedliche Endanwender“, sagt Ulrike Helmstedt und nennt etwa die Hersteller von Folien, Spezialglas, Möbeldekor etc . Mit Photovoltaik auf dem Autodach oder auf Spezialtextilien erschließe man sich ganz neue Möglichkeiten der Energiegewinnung und -nutzung. In diesem Zusammenhang kommt die Projektleiterin auf Synergien zu einem vorangegangenen BMBF-finanzierten Forschungsprojekt zu sprechen, adaptoPRINT: „Die lasergravierten, flexibel anpassbaren Druckformen eröffnen dem Tiefdruck ganz neue Einsatzbereiche als fester Bestandteil innerhalb eines industriellen Herstellungsprozesses.“

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