Flugzeuge vereisen bald nicht mehr: Keine Haftung auf einer neuartigen Schutzschicht

Flugzeuge müssen bei Temperaturen unter Null Grad Celsius künftig nicht mehr oder zumindest seltener als bisher enteist werden. Sie können an den sensiblen Stellen mit einer Beschichtung versehen werden, die das Anhaften von gefrorenem Wasser verhindert. Auch wenn es derartige Beschichtungen bereits gibt: Forschern der Technischen Universität Graz ist es gelungen, einen solchen Eisschutz zu entwickeln, der, anders als bei bisherigen Lösungen, sehr lange erhalten bleibt, sich also nicht abnutzt. Auch der Witterung ausgesetzte Sensoren, deren Funktion durch Eis beeinträchtigt wird, könnten so geschützt werden.

Haftung auf beliebigen Oberflächen

Die Beschichtung, die ein Forscherteam um Anna Maria Coclite und Gabriel Hernández Rodríguez vom Institut für Festkörperphysik entwickelt hat, haftet fest auf unterschiedlichen Oberflächen, etwa auf Aluminiumlegierungen oder Faserverbundwerkstoffen, wie sie im Flugzeugbau üblich sind. Erreicht haben die Forscher diesen Entwicklungssprung durch den Einsatz der so genannten initiierten chemischen Gasphasenabscheidung. Dabei wird die zu beschichtende Fläche erhitzt und mit einem Gas bestrahlt. Dieses verfestigt sich auf der Oberfläche und bildet einen festen Film.

Zwei Gase sorgen für die Beschichtung

Die Forscher in Graz setzen im schnellen Wechsel zwei verschiedene Gase ein, sodass eine Schicht aus zwei Werkstoffen besteht. „Das eisabweisende Material besteht aus länglichen Molekülen, die in senkrechter oder waagrechter Ausrichtung auf der Grundierung haften bleiben“, erklärt Rodríguez. „Je dicker wir das Material aufgebracht haben, desto zufälliger wurde der Wechsel zwischen senkrechten und waagrechten Molekülen. Und je zufälliger die Anordnung an der Oberfläche, desto größer wurde der eisabweisende Effekt.“ Dieser Mechanismus war bislang unbekannt.

Vielversprechende Eigenschaften

Wobei „dick“ relativ zu sehen ist. Die eisabweisende Schicht ist 300 bis 500 Nanometer dick. Das ist um ein Vielfaches weniger als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Die Beschichtungen zeigen vielversprechende eisabweisende Eigenschaften, indem sie die Eisanhaftung verringern, den Gefrierpunkt herabsetzen, das Gefrieren von Tropfen verzögern und die Eiskeimbildung und Frostausbreitung verhindern.

via TU Graz