Vom „nebeltrinkenden“ Wüstenkäfer inspiriert

Dornbirn Der Stenocara gracilipes ist in der Wüste beheimatet. Um lebensnotwendiges Wasser aus Nebelschwaden zu sammeln, hat der Käfer einen besonderen Trick entwickelt: Winzige Hügel auf seinen Flügeln weisen eine glatte, wasseranziehende Oberfläche auf. Die Täler dazwischen sind hingegen rau und mit einer wachsähnlichen Substanz überzogen, sodass sie Feuchtigkeit abweisen. Sobald die an den Erhebungen hängenden Wassertropfen eine gewisse Größe erreicht haben, lösen sie sich und rollen durch die Rinnen herab zum Maul des Käfers. Dieses Verhalten aus der Natur konnte nun ein Forschungsteam an der FH Vorarlberg mittels Laserbearbeitung auf eine Glasoberfläche übertragen.

Dr. Sandra Stroj, die Leiterin des Josef Ressel Zentrums für Materialbearbeitung mit ultrakurz gepulsten Laserquellen erklärt: „Gemeinsam mit dem Laserhersteller Spectra Physics Rankweil haben wir einen neuen hybriden Prozess aus Laserstrukturierung und Beschichtung entwickelt. Dadurch ist es möglich, eine Oberfläche ganz gezielt an bestimmten Stellen so zu verändern, dass Wasser abperlt – sie wird superhydrophob. An anderer Stelle kann aber auch das Gegenteil erreicht werden. Wasser wird von derselben Oberfläche aufgesaugt wie ein Schwamm – sie wird superhydrophil.“ Das Besondere an dem Verfahren ist, dass sich diese Eigenschaften – wasseranziehend und wasserabweisend – beliebig kombinieren lassen. 

Zum Patent angemeldet

Weitere Anwendungsmöglichkeiten sehen die Forscher auch im Bereich der Mikrofluidik. Die mit dem Ultrakurzpuls-Laser herstellbaren Benetzungskontraste sind so groß, dass sich Wasser auf einer ebenen Oberfläche so führen lässt, als wäre es in einem tiefen Kanal. Hier öffnen sich für die Forscher viele mögliche Anwendungen. Das „Clear Surface“ getaufte Verfahren wurde nun gemeinsam mit dem Projektpartner Spectra Physics Rankweil zum Patent angemeldet.

Seit vielen Jahren beschäftigt sich eine Gruppe von Forschern an der FH mit der Anwendung von ultrakurz gepulsten Lasern. Durch die enge Zusammenarbeit mit Spectra Physics (ehemals HighQLaser), einem der weltweit führenden Hersteller dieser Laserquellen, ist es möglich, Forschung auf dem neuesten Stand der Lasertechnik zu betreiben. Mit der Gründung eines gemeinsamen Forschungslabors, dem Josef Ressel Zentrum, wurde die Zusammenarbeit 2014 intensiviert.