Polymeerfolies die extreem dun zijn en worden gekenmerkt door een hoge lichtverstrooiingssnelheid, worden geproduceerd door een nieuw proces dat is ontwikkeld door het Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Het goedkope materiaal kan industrieel op verschillende voorwerpen worden toegepast om ze een aantrekkelijk wit uiterlijk te geven. Bovendien, het proces kan producten milieuvriendelijker maken.

Een schitterend wit oppervlak zorgt ervoor dat meubels en andere objecten schoon lijken, Helder, en modern. Tot dusver, titaandioxide is het standaardpigment dat wordt gebruikt voor het wit kleuren van lakken, verven, en kunststoffen, evenals van cosmetica, voedsel, kauwgom, of pillen. Echter, het pigment staat in het middelpunt van de kritiek. "Titaniumdioxide heeft een zeer hoge brekingsindex, het reflecteert invallend licht bijna volledig. Maar het gaat gepaard met het nadeel dat zijn deeltjes niet degraderen en dus het milieu op de lange termijn vervuilen, ", zegt professor Hendrik Hölscher van KIT's Institute of Microstructure Technology (IMT). Bovendien, er waren zorgen dat titaandioxide schadelijk zou kunnen zijn voor de gezondheid.

"We vermijden het gebruik van pigmenten die schadelijk zijn voor de gezondheid en het milieu door poreuze polymeerstructuren te produceren met een vergelijkbaar hoge verstrooiingsefficiëntie, " zegt Hölscher. Hij en zijn team werden geïnspireerd door de witte kever Cyphochilus insulanus, waarvan de chitineschubben er wit uitzien dankzij hun speciale nanostructuur. "Op basis van dit model wij produceren op polymeer gebaseerde vaste stof, poreuze nanostructuren, die op een spons lijken, " zegt Holscher, die aan het hoofd staat van de Biomimetic Surfaces Group van IMT. Vergelijkbaar met de bubbels van scheer- of badschuim, de structuur verstrooit licht, waardoor het materiaal wit lijkt. De nieuwe technologie voor voordelige en milieuvriendelijke witte optiek is geschikt voor verschillende oppervlakken.

Milieuvriendelijke materialen - gemodelleerd naar de natuur

"De polymeerfolies die door ons proces worden geproduceerd, zijn extreem dun, flexibel, en van laag gewicht, maar nog steeds mechanisch stabiel en kan industrieel worden toegepast op een verscheidenheid aan producten, " legt de natuurkundige uit. Bij een dikte van 9 m - negenduizendsten van een millimeter - reflecteert de nieuw ontwikkelde polymeerfolie meer dan 57% van het invallende licht. 80 tot 90% kan worden bereikt door de dikte van de folie te vergroten. verloop van het ontwikkelingswerk, de sponsachtige microstructuur werd aangebracht op acrylglas. Echter, het proces kan worden overgedragen op vele andere polymeren. "Behalve folies, hele objecten kunnen wit gekleurd zijn. Als volgende stap, we zijn van plan deeltjes te produceren, bijv. kleine kralen die aan andere materialen worden toegevoegd, " zegt Hölscher. "We hebben al verschillende verzoeken ontvangen van bedrijven die hun producten milieuvriendelijker willen maken."

Terwijl ingenieurs vaak oplossingen ontwikkelen op basis van materialen gemaakt van verschillende chemische elementen, de natuur beperkt zich meestal tot één enkel basismateriaal met interessante mechanische, optisch, of fysisch-chemische eigenschappen dankzij de complexe driedimensionale structuur. Bionics die zich richt op het begrijpen en imiteren van natuurverschijnselen om ze technisch bruikbaar te maken, leidt vaak tot geheel nieuwe oplossingen die op een andere manier nooit zouden zijn gevonden, voegt de onderzoeker toe.