Nano-Pyramiden halten Oberflächen staubfrei

Staub verklumpt und löst sich von der strukturierten Oberfläche ab (Foto: utexas.edu)

Austin (pte002/24.02.2023/06:05) - Oberflächen bleiben dank einer neuen Struktur von Forschern der University of Texas in Austin ( https://www.utexas.edu ) in Kooperation mit Smart Material Solutions ( https://www.smartmaterialsolutions.com ) künftig staubfrei. Das ist wichtig etwa für Solarzellen und -kollektoren, weil Verunreinigungen die Effektivität beeinträchtigen. Allein die Schwerkraft reicht, die Partikel nach unten sinken zu lassen. Die Oberflächenstruktur besteht aus lauter unsichtbaren Nano-Pyramiden, die dicht an dicht stehen, sodass Staub nicht anhaften kann. Sie bilden sogar Klumpen, die haltlos herunterpurzeln.

Raumfahrt im Visier

"Es gibt bisher nicht viel, was man gegen Mond- oder Marsstaub tun kann. Er klebt an allem und es gibt keine wirkliche Möglichkeit, ihn abzuwischen oder abzusprühen", so Samuel Lee, ein Student von Chih-Hao Chang, außerordentlicher Professor für Nanotechnik an der Hochschule. Staub auf Solarzellen von Mars-Rovern könne sogar dazu führen, dass sie versagen, heißt es.

Mit der neu strukturierten Oberfläche kann das nicht passieren. Das haben die Forscher in Tests bewiesen. Sie schütteten Mondstaub auf eine präparierte Oberfläche und stellten sie senkrecht. Ganze zwei Prozent der Fläche blieben verstaubt. Bei einer glatten Oberfläche waren es 34 Prozent. Anti-Staub-Technologien gibt es schon seit Jahren, doch sie setzten sich nicht durch, weil es an kostengünstigen Produktionstechniken fehlte.

Patentiertes "Nanocoining"

Das patentierte Verfahren "Nanocoining" arbeitet Mikro- oder Nanomuster nahtlos um die Außenseite einer zylindrischen Trommel oder Hülse herum mehr als 500 Mal schneller ein als die Elektronenstrahllithografie. Während der Nanoprägung sticht ein Ultraschallaktuator einen nanostrukturierten Diamantstempel etwa 45.000 Mal pro Sekunde in die Außenseite der rotierenden Metalloberfläche. Dabei entstehen unzählige winzige Täler und Berge mit scharfen Kanten.

(Ende)