InnoCoat4Plasma

Ziel des Projektes InnoCoat4Plasma ist die Entwicklung biobasierter Beschichtungen mit funktionellen Füllstoffen, die mittels Atmosphärendruckplasma aufgebracht werden und technologische sowie antimikrobielle Eigenschaften von geprägten Thermoplastfolien für mikrofluidische und Riblet-Anwendungen verbessern. Die Lösungsansätze werden mit Multiscale Modelling evaluiert und optimiert.

Projektziele & Inhalte:

Fluiddynamische Oberflächen und Beschichtungen sind in verschiedenen Industriezweigen wie der Lebensmittel-, Kosmetik- und Papierherstellung sehr gefragt. Während eine Strömungsoptimierung durch biomimetisch strukturierte Oberflächen erreicht wird, können dauerhafte antimikrobielle und hydrophile/hydrophobe Eigenschaften nur durch zusätzliche Beschichtungen erzielt werden. Dies stellt die Herausforderung dar: die hohe Oberflächenfunktionalität entsprechend der Anwendung zu erreichen und gleichzeitig den Rohstoffeinsatz und die Energie für deren Applikation zu reduzieren. Auch der Ersatz fossiler Ressourcen, eine energieeffiziente Nutzung und Wiederverwertbarkeit der Endprodukte sind Ziele einer nachhaltigen Entwicklung, der Kreislaufwirtschaft und des Europäischen Green Deals.

InnoCoat4Plasma basiert auf dem Konzept biobasierte Beschichtungen, recycelte thermoplastische Folien mit geprägten Mikro- bis Nanostrukturen und einem umweltfreundlichen Applikationsverfahren mit geringen chemischen Nebenprodukten und weniger Energieverbrauch zu kombinieren. Für die Entwicklung unbedenklicher Beschichtungen werden biobasierte Pre-Polymere verwendet (zB. aus Pflanzenölen) und Füllstoffe aus pflanzlichen Extrakten. Ein innovatives Ziel ist die Plasmafunktionalisierung partikelförmiger Füllstoffe, um deren Dispergierbarkeit und Kompatibilität zum Matrixpolymer zu verbessern. Die Forschung wird durch Multiscale Modelling von Plasmaprozessen (Plasma-Oberflächen-Interaktion, Dünnschichtbildung), neuer Düsendesigns für die selektive Mikrostrukturierung mittels Plasma und Simulation von strukturierten Oberflächen im Kontakt mit verschiedenen flüssigen Medien intensiviert. Um das Potenzial der entwickelten Beschichtungen für die industrielle Anwendung zu evaluieren, werden Applikationsversuche mittels Atmosphärendruckplasma und Charakterisierungen der Schichten durchgeführt sowie zwei Demonstratoren hergestellt.