Beschichtete Oberflächen mit gezielt steuerbaren Eigenschaften entwickelt Unsichtbare Stromleiter dank Plastik-Nanofasern - scinexx | Das Wissensmagazin
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Beschichtete Oberflächen mit gezielt steuerbaren Eigenschaften entwickelt

Unsichtbare Stromleiter dank Plastik-Nanofasern

Ein Wassertropfen schwebt auf einer mit Wasser abweisenden Nanofasern beschichteten Oberfläche. © Jo McCulty, Ohio State University

Winzige, unsichtbare Plastikfasern könnten der Schlüssel zu neuen, zukünftigen Anwendungen wie transparenter Elektronik, selbstreinigenden Fensterscheiben und DNA-manipulierenden biomedizinischen Instrumenten sein. Wissenschaftler haben Oberflächen erzeugt, die glatt und durchsichtig sind wie Glas, aber mit Unmengen von Nanofasern besetzt sind.

Wie die Wissenschaftler unter Leitung von Arthur J. Epstein der Ohio State Universität im Fachmagazin „Nature Nanotechnology“ berichten, besteht der Clou der neuen Technologie darin, die winzigen Polymerfasern auf der Oberfläche wachsen zu lassen und dabei durch chemische Parameter gezielt deren Länge und Eigenschaften zu manipulieren. Dabei sorgt ein chemischer Prozess dafür, dass sich Fasern aus winzigen „Polymersamen“ auf der Oberfläche bilden, der andere, dass dies vertikal in die Höhe wachsen.

Eigenschaften gezielt beeinflussbar

„Eine gute Sache an der Arbeit mit diesen Polymeren ist es, dass man sie in vielen unterschiedlichen Arten strukturieren kann“, so Epstein. „Außerdem haben wir festgestellt, dass wir nahezu jede Oberfläche mit diesen Fasern überziehen können.“ Die Forscher entwickelten Methoden, um die Polymerfasern entweder Wasser anziehend zu machen, oder aber Wasser abstoßend. Auch die Anziehung oder Abstoßung von öligen Materialien ließ sich so gezielt beeinflussen. Je nachdem, mit welchem Polymer sie starteten, waren die Fasern hinterher Strom leitend oder aber nicht. Die Forscher entwickelten so eine organische Leuchte, ein erster Schritt hin zu einer neuen Ära der „Plastikelektronik“.

Zahlreiche Anwendungen

Die Fähigkeit, die Eigenschaften der Oberfläche so gezielt zu steuern, eröffnet nach Ansicht von Epstein zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Öl- und Wasser abweisende Fasern könnten beispielsweise als Beschichtung für Fensterscheiben eingesetzt werden, diese bleiben dann länger sauber. Oder aber anziehende Fasern werden als „Anti-Nebel-Beschichtung“ eingesetzt und regen die winzigen Nebeltröpfchen dazu an, sich auf den solcherart beschichteten Oberflächen abzusetzen.

Doch dem nicht genug, können die Minifasern auch noch mehr: Ihre anziehende Variante wirkt auch auf DNA-Stränge. Wurde ein Wassertropfen mit DNA auf die Oberfläche aufgebracht, entrollten sich die Stränge und hingen aufgereiht von den Fasern wie Kleider auf einer Wäscheleine. Damit lassen sich die Fasern als Plattform für Untersuchungen der Interaktionen von DNA mit anderen Substanzen nutzen, aber auch als Konstruktionsplattformen für DNA-basierte Nanostrukturen. Konkret anwendbar wäre dies nach Ansicht der Forscher auch für Sensoren, gentherapeutische Instrumente, künstliche Muskeln oder Displays.

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(Ohio State University, 29.06.2007 – NPO)

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