Wat hebben koffie, rode wijn en inkt met elkaar gemeen? De hardnekkige vlekken die ze achterlaten. Iedereen die ooit een kopje koffie heeft omgestoten, weet dat koffie in een ongebruikelijk patroon opdroogt. De vlek is lichter in het midden, maar wordt donkerder aan de rand, een effect dat bekend staat als de koffiering. Prof. Dr. Nicolas Vogel en zijn team van onderzoekers van de afdeling Chemische en Biologische Technologie van de FAU en hun collega's in Edinburgh onderzoeken een strategie om het koffieringeffect aan te pakken en een consistent droogpatroon te produceren. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications .

Wanneer een druppel koffie opdroogt, verdampt de vloeistof aan de randen sneller dan in het midden. Tijdens het zetten zijn er kleine, vaste deeltjes in de koffie aanwezig. Ze worden door verschillende droogsnelheden naar de rand van de druppel getrokken en scheiden daar, waardoor het karakteristieke patroon van een koffiering ontstaat. Dit is een universeel fenomeen dat optreedt wanneer vloeistoffen met deeltjes drogen, zogenaamde dispersies, bijvoorbeeld inkt, verf of rode wijn. Ringpatronen zijn net zo ongewenst in technische processen als wanneer we onze koffie morsen. Ze leiden tot onregelmatige printafbeeldingen, defecten en prestatievermindering in verschillende coatingmethoden en printprocessen.

Onderzoekers hebben ontdekt dat de truc om consistente droogpatronen te bereiken, is om de oppervlakken van de deeltjes te wijzigen met polymeerketens, zodat ze elkaar efficiënt afstoten terwijl ze sterk worden aangetrokken door het oppervlak van de druppel. Ruimtelijke afstoting voorkomt ophoping van deeltjes aan de rand van de druppel, terwijl deeltjesaanhechting aan het druppeloppervlak resulteert in een homogene deeltjesfilm. Wanneer ze worden gecombineerd, voorkomen beide effecten de vorming van een koffiering.

Belangrijk is dat deze methode niet alleen de koffiedruppels gelijkmatig laat drogen:het kan worden gebruikt met een breed scala aan in de handel verkrijgbare pigmentdeeltjes en verschillende vloeistoffen. Omdat de methode eenvoudig te implementeren en veelzijdig is, maakt de nieuwe methode de weg vrij voor betrouwbare coatingprocessen en inkjet-geprinte elektronische apparaten in een breed scala aan geavanceerde technologieën, bijvoorbeeld zonnecellen, transistors of biosensoren. + Verder verkennen

De afdrukkwaliteit verbeteren door oppervlakteactieve stoffen te gebruiken