Van luchtvaart tot geneeskunde, verschillende sectoren gebruiken steeds vaker materialen die de lotusplant nabootsen, waarvan de bladeren zelfreinigende eigenschappen hebben. Dankzij de hobbelige oppervlaktestructuur bedekt met buisvormige waskristallen, water dat op deze bladeren valt, vormt kralen die eraf rollen, stof en vuil afvoeren. Met behulp van dit natuurlijk voorkomende lotuseffectconcept, een team van wetenschappers heeft een kwantumsprong gemaakt naar de productie van zelfreinigend plaatwerk op industriële schaal. Ondersteund door het door de EU gefinancierde TresClean-project, het team creëerde een geruwd oppervlak op het metaal dat de bevochtigbaarheid vermindert en bacteriële hechting voorkomt.

Een nieuwsbericht van het Science|Business Network van industriële onderzoeks- en beleidsorganisaties vat de technologie samen:"TresClean heeft krachtige lasersnijapparaten gebruikt om microscopische 'spikes' en 'ribbels' in plaatmetaal te creëren, waardoor vloeistoffen van de ruwe micro-topografie die het oppervlak van het lotusblad nabootst."

Bacteriële besmetting vermijden

Hetzelfde item merkt op dat deze specifieke structuur "miniatuurluchtzakken creëert die het contactgebied tussen het oppervlak en een vloeistof minimaliseren, bijna alsof je op een bed van naalden staat." TresClean-projectcoördinator prof. Luca Romoli legt uit:"Op dezelfde manier waarop lotusbladeren zichzelf schoon houden, zonder de noodzaak van schoonmaakmiddelen of chemicaliën, hun gekartelde, ruwe oppervlakken zorgen ervoor dat water als bolvormige druppeltjes blijft door 'verspreiding' te voorkomen."

Hij voegt eraan toe:"Bacteriën krijgen geen kans om te kleven omdat het contact met het metalen oppervlak en de vloeistof met meer dan 80 procent wordt verminderd. We kijken naar een antibacterieel metaal." De technieken die betrokken zijn bij TresClean "zullen worden toegepast om zelfreinigende en aseptische machineonderdelen te produceren voor de voedingsindustrie (bijvoorbeeld componenten die in contact komen met biologische voedingsmiddelen) en huishoudelijke apparaten (bijvoorbeeld vaatwassers), " zoals vermeld op de projectwebsite.

Verminderde reinigingsfasen

In het nieuwsbericht, Prof. Romoli beschrijft de impact van het project:"Vaten in melkfabrieken moeten elke 6-8 uur worden schoongemaakt om de exponentiële groei van bacteriën te voorkomen. Dit belemmert het gebruik en heeft dus invloed op de output." Hij vervolgt:"Door uren per dag te besparen op schoonmaken, het zal een efficiëntieverbetering opleveren door minder sterilisatiecycli en minder reinigingstijd binnen de productie als geheel. Dit zal ook het energieverbruik verminderen als gevolg van minder reinigingsfasen, waardoor de voedselproductie sneller, veiliger en winstgevender." TresClean kan ook nuttig zijn voor medische snijgereedschappen en steriele oppervlakken, onder andere toepassingen, volgens prof. Romoli.

Het lopende TresClean-project (High ThRoughput lasertexturing of Self-CLEANing and antibacteriële oppervlakken) is opgezet "om de texturering van laseroppervlakken te transformeren van een proces met lage productiviteit dat wordt beperkt door een gebrek aan vermogen en beperkte straalmanipulatie naar een proces met hoge doorvoer dat gebruikmaakt van ultrakorte pulserende high-power lasers en high-speed scanners", zoals vermeld op CORDIS. De projectpartners hopen dat de opschaling van lasertechnologie medio 2019 is afgerond.