29.03.2023

Laserstrukturierung: Kleine Strukturen, große Wirkung

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Kompetenzzentrum für Spanende Fertigung (KSF) erhält Förderzusage der Alfred Kärcher Stiftung für das Projekt ‚Supersurf‘. Ziel ist es, superhydrophobe Kunststoffoberflächen zu erzeugen, auf denen Schmutz und Mikroben nicht anhaften können.

Oberflächen spielen bei der Übertragung und Verbreitung von Infektionserregern eine große Rolle, insbesondere im klinischen Umfeld. Zur Vermeidung solcher Übertragungen kommen verschiedene Strategien zum Einsatz, beispielsweise starke Reinigungs- und Desinfektionsmittel oder Biozid-haltige Oberflächen. Gerade letztere können allerdings gesundheitliche Nachteile mit sich bringen, z.B. durch die Freisetzung von Nanopartikeln. Ebenfalls problematisch ist der Einsatz von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln, da dadurch Abwässer belastet werden.

Mikrostrukturen stellen dagegen eine wirksame und ‚saubere‘ Lösung dar, die Verschmutzung und mikrobielle Besiedelung auf Oberflächen verhindern und den Reinigungsaufwand mit schädlichen Substanzen verringern. Das Prinzip ist bekannt als Lotus-Effekt. Per Ultrakurzpulslaser können geeignete Mikrostrukturen in Form von sogenannten LIPSS (laser-induced periodic surface structures) erzeugt werden. Auf Kunststoffen ist der großflächige Laser-Einsatz allerdings begrenzt.

„Unsere Idee ist, dass wir mittels Laserablation eine Negativform der Mikrostrukturen auf Metall-Werkzeugen erzeugen, die sich für die Abformung auf Kunststoffteilen eignet“, erläutert Prof. Azarhoushang, Projektleiter und Institutsleiter des KSF, den Kern des Vorhabens. „Die Herausforderung im Projekt liegt dabei nicht nur in der Entwicklung des Laserprozesses für die Negativform. Gleichzeitig wollen wir eine hohe Verschleißbeständigkeit der Mikrostrukturen erreichen und auch ein möglichst einfaches Verfahren konzipieren.“

Das KSF wird im Projekt ‚Supersurf‘ (Erzeugung von superhydrophoben Oberflächen auf Kunststoff durch Abformen) von der Fakultät MLS unterstützt, die antimikrobielle Wirksamkeitstests durchführen wird.