Superhydrophobes Metall: Dieses Material trotzt jedem Regenguss

Wenn ein Wassertropfen auf Metall trifft, bleibt er daran haften. Das lässt sich jedes mal beobachten, wenn es regnet. Amerikanischen Forschern jedoch gelang es, ein Metall zu entwickeln, dass auch beim stärksten Regenguss trocken bleibt.

Wasserabweisend dank Laser

An dem Metall, das von Chunlei Guo und seinem Kollegen Anatoliy Vorobyev von der University of Rochester entwickelt wurde, prallen Wassertropfen einfach ab. Diese Eigenschaft bezeichneten die Forscher als superhydrophob – superwasserabweisend. Um dem Metall diese Eigenschaft zu verleihen, beschossen die beiden Forscher es mit einem Laser, dessen Wellenlänge sich im Bereich von Femtosekunden bewegte. Der Laser schnitt kleine parallele Rillen in das Metall, die ein komplexes Muster ais Mikro- und Nanostrukturen ergeben, welches das Metall so wasserabweisend macht.

Behandeltes Metall behält seine Eigenschaften permanent

Ein großer Vorteil der Methode von Guo und Vorobyev ist, dass einmal behandeltes Metall die superhydrophobe Eigenschaft nicht mehr verliert. Ganz im Gegensatz zu Teflon. Das bisher wasserabweisendste Material muss als Schicht auf Metall aufgetragen werden und blättert im Laufe der Zeit ab. “Das Material ist so wasserabweisend, dass das Wasser wirklich davon abprallt. Da landet es wieder auf der Oberfläche, prallt noch einmal und rollt dann einfach von der Oberfläche ab”, so Guo. 5 Grad Neigungswinkel reichen aus, um Wasser von dem behandelten Metall ablaufen zu lassen. Bei Teflon sind fast 70 Grad notwendig.

In der Fachzeitschrift Journal of Applied Physics heben die Forscher eine weitere positive Eigenschaft ihres Metalls hervor: Durch die Behandlung wird es tiefschwarz, absorbiert also Licht. Dadurch könnte das Metall beispielsweise für selbstreinigende Sonnenkollektoren genutzt werden. Außerdem könnte das Metall in der Luftfahrt eingesetzt werden, um Tragflächen vor der Vereisung zu bewahren.

Förderung durch Bill Gates

Auch die Bill und Melinda Gates Foundation ist auf das Material aufmerksam geworden und hat einen Teil der Entwicklungskosten übernommen. Der Grund ist, dass das dunkle Metall Vorrichtungen zum Auffangen von Regenwasser deutlich effizienter gestalten könnte. Auch Latrinen aus diesem Material wären deutlich hygienischer.

Denkbar wäre auch, die Anwendung des Verfahrens auf andere Materialien zu prüfen. So müssten Autoscheiben aus superhydrophoben Glas beispielsweise nicht mehr durch Scheibenwischer von anhaftendem Wasser befreit werden.

Das Verfahren hat allerdings noch eine Schwachstelle: Es dauert bis zu einer Stunde, um ein 2,5 x 2,5 cm großes Stück Metall zu behandeln.

Guo begann seine Forschungen übrigens mit einem komplett gegensätzlichen Material: Sein hydrophiles Metall zieht Wasser förmlich an. Wird Wasser auf das untere Ende einer schrägen Oberfläche geträufelt, so fließt es bergauf, bis das Material komplett bedeckt ist.