Mit beschränkter Haftung

Fenster, die man nicht mehr putzen muss – Traum jedes Hausmeisters, Alptraum für Reinigungsunternehmen. Seit einigen Jahren arbeitet die Industrie intensiv an der Entwicklung von selbstreinigenden Oberflächen. Jetzt gibt es auch für PVC-Fensterprofile zwei Selbstreinigungsverfahren, die clever die Techniken und Kräfte der Natur nutzen: Lotus-Effekt und Photokatalyse. 

Namensgeberin und natürliches Vorbild für den Lotus-Effekt ist die Lotuspflanze. Sie gilt in asiatischen Religionen als Symbol der Reinheit, weil kein Schmutz an ihren Blättern haften bleibt. Er perlt einfach mit dem Regen ab. Die Pflanze hat sich im Laufe der Evolution so weit entwickelt, dass selbst klebrige Flüssigkeiten wie Honig vollständig von ihren Blättern ablaufen.

Natürlich sauber
Das Geheimnis des Selbstreinigungseffektes ist eine mikroskopisch feine Oberflächenstruktur. Sie besteht aus zwei Ebenen: einer groben Grundstruktur und einer darüber liegenden Feinstruktur. Tropfen, die auf das Blatt fallen, können sich durch die raue Kontaktfläche nicht verteilen, sondern behalten ihre Kugelform und perlen ab. Dieser Effekt wird dadurch verstärkt, dass Luft zwischen der Oberfläche und der Flüssigkeit eingeschlossen wird und so die Auflagefläche des Tropfens weiter verringert.
Aber wie wird der Schmutz vom Blatt entfernt? Schmutzpartikel wie Staub oder Russ liegen wegen der besonderen Oberflächenstruktur nur lose auf dem Blatt. Wenn ein Tropfen über sie rollt, bleiben sie an der Wasseroberfläche hängen. Der Schmutz läuft mit dem Wasser von der Pflanze. Schon ein Regenschauer reicht deshalb aus, um sie zu reinigen.

Wissenschaftler, die sich mit der technischen Nachahmung biologischer Systeme beschäftigen, waren von der Eleganz und Effizienz des Lotus-Effektes beeindruckt. Sie haben es durch intensive Forschung ermöglicht, den Effekt auf unterschiedliche Materialien wie Keramik, Glas und Kunststoffe zu übertragen.

Lass die Sonne ran
Einfach und doch genial ist auch das andere Selbstreinigungsverfahren: die Photokatalyse. Sie nutzt die Witterungseinflüsse Sonne und Feuchtigkeit. Die Oberfläche des PVC-Fensterprofils wird mit winzigen Partikeln aus dem Halbleiter Titandioxid beschichtet. Durch den natürlichen UV-Anteil im Sonnenlicht findet eine chemische Reaktion statt: Das Titandioxid oxidiert Schmutzteilchen und Keime und löst sie so von der Oberfläche. Der Clou dabei ist, dass die Wirksamkeit dieser chemischen Reaktion nicht nachlässt. Die Beschichtung hat aber noch eine zweite Eigenschaft, die bei der Selbstreinigung hilft: Wasser verteilt sich besonders gut auf ihr und bildet deshalb sofort einen dünnen Film. Durch diese gleichmässige Benetzung der Oberfläche kann Feuchtigkeit wie Nebel oder Regen den Schmutz leicht abwaschen.

Weil sich das Photokatalyseverfahren für ganz unterschiedliche Oberflächen eignet, können PVC-Fensterprofile und Isolierglasscheiben das gleiche Reinigungsprinzip nutzen – der Käufer erhält ein System aus einem Guss. In Europa gibt es solche Fenster voraussichtlich ab 2004 zu kaufen. Die PVC-Profile mit Titandioxid-Beschichtung sind derzeit noch im Langzeittest. Dabei wird auch geprüft, wie sich die Beschichtung unter extremen klimatischen Bedingungen bewährt.

Für den Käufer haben die neuen selbstreinigenden PVC-Fensterprofile einen entscheidenden Vorteil: Sie sind ausgesprochen pflegeleicht. Vor allem Gebäude in Gebieten mit hoher Luftverschmutzung und Fenster an schlecht zugänglichen Stellen bleiben länger sauber. Grundreinigungen sind nur noch sehr selten notwendig – und Gebäudereiniger machen ein schlechtes Geschäft.

Info:
www.botanik.uni-bonn.de

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