Witte coating met polymeerfolie, zonder gevaarlijke titaandioxide

Geplaatst op 14 april 2020 om 09:36 uur Een glanzend wit oppervlak zorgt ervoor dat meubels en andere objecten er schoon, helder en modern uitzien. Tot nu toe is titaniumdioxide het standaardpigment dat wordt gebruikt voor het witkleuren van lakken, verven en kunststoffen. Er is echter veel kritiek op het gebruik van het pigment. 'Titaniumdioxide heeft een zeer hoge brekingsindex, het reflecteert het invallende licht bijna volledig. Maar het heeft als nadeel dat de deeltjes niet degraderen en zo het milieu op lange termijn vervuilen', zegt professor Hendrik Hölscher van het Institute of Microstructure Technology (IMT) van het KIT. Daarnaast is er bezorgdheid over het feit dat titaniumdioxide schadelijk zou kunnen zijn voor de gezondheid.

'We vermijden het gebruik van pigmenten die schadelijk zijn voor de gezondheid en het milieu door de productie van poreuze polymeerstructuren met een vergelijkbaar hoge verstrooiingsefficiëntie', zegt Hölscher. Hij en zijn team werden geïnspireerd door de witte kever Cyphochilus insulanus, waarvan de chitineschubben wit lijken dankzij hun speciale nanostructuur. 'Op basis van dit model produceren we vaste, poreuze nanostructuren op basis van polymeer, die lijken op een spons', zegt Hölscher, die aan het hoofd staat van de Biomimetic Surfaces Group van IMT. Net als de belletjes van scheerschuim of badschuim verstrooit de structuur het licht, waardoor het materiaal wit lijkt. De nieuwe technologie is geschikt voor verschillende oppervlakken.

 

Milieucompatibele materialen - gemodelleerd naar de natuur

'De polymeerfolies die met ons proces worden geproduceerd zijn extreem dun, flexibel en hebben een laag gewicht, maar zijn toch mechanisch stabiel en kunnen industrieel worden toegepast op verschillende producten', legt de fysicus uit. Met een dikte van 9 µm - negen duizendste van een millimeter - reflecteert de nieuw ontwikkelde polymeerfolie meer dan 57 procent van het invallende licht. Bij het verhogen van de dikte van de folie kan tachtig tot negentig procent worden bereikt.

In de loop van de ontwikkeling is de sponsachtige microstructuur op acrylglas aangebracht. Het proces kan echter worden overgedragen op vele andere polymeren. 'Afgezien van de folie kunnen hele objecten wit gekleurd zijn. Als volgende stap zijn we van plan om deeltjes te produceren, bijvoorbeeld kleine kralen die aan andere materialen worden toegevoegd', zegt Hölscher. 'We hebben al verschillende aanvragen ontvangen van bedrijven die hun producten milieuvriendelijker willen maken.'

Terwijl ingenieurs vaak oplossingen ontwikkelen op basis van materialen die gemaakt zijn van verschillende chemische elementen, beperkt de natuur zich meestal tot één enkel basismateriaal dat interessante mechanische, optische of fysisch-chemische eigenschappen heeft dankzij de complexe driedimensionale structuur. Bionica die zich richt op het begrijpen en imiteren van de phenomena van de natuur om deze technisch bruikbaar te maken, leidt vaak tot geheel nieuwe oplossingen die op geen enkele andere manier zouden zijn gevonden, voegt de onderzoeker eraan toe.

© KunststofenRubber.nl