Nanotechnologie 31.05.2002, 18:20 Uhr

Entzauberter Lotus

Autohersteller erhoffen sich reichlich Innovationen von der Nanotechnik. Doch in der Praxis erweisen sich einige der neuen Materialien als unbrauchbar. Sie taugen nur bedingt zur Serienproduktion oder versagen im Langzeittest.

Dabei hörte es sich so vielversprechend an: Eine Autoscheibe, von der Schmutz und Wasser einfach abperlen – ganz nach dem Vorbild der Natur, die ja die schlauesten Erfindungen gemacht hat. Wie bei der Lotuspflanze, deren feinstrukturierte Blätter das Wasser abperlen lassen, wollten VW-Entwickler die Frontscheiben mit einem anorganisch-organischen Hybridmaterial beschichten. Scheibenwischer sollten überflüssig werden. Doch die Tests waren ernüchternd: Bei Sprühregen und Tempo unter 80 km/h war der Nanowerkstoff überfordert. „Wir überlegen nun, die Technik für die Seitenscheiben zu nutzen“, sagt Stefan Langenfeld von der VW-Konzernforschung, Wolfsburg.
Auch im Lack können die Autohersteller den Lotus-Effekt bislang nicht realisieren. Denn der verlangt nach einem absolut glatten Untergrund, auf dem kein Schmutzpartikel mehr haften bleiben kann. Und diese Bedingung erfüllt bislang keine Rohkarosse.
Fenster, die sich auf Knopfdruck verdunkeln, Reifen, die weniger verschleißen – die Nanotechnik verspricht reichlich Anwendungen in der Automobilindustrie. Doch wie beim Lotus-Effekt lässt sich längst nicht jede Entwicklung aufs Auto übertragen und sorgt die junge Technik bei den Herstellern für unliebsame Überraschungen.
Ein weiteres Beispiel sind nanostrukturierte Verglasungskompo-nenten, die bereits in spiegelfreien Instrumententafeln beispielsweise im Audi TT zu finden sind. Den Effekt bewirken zahlreiche jeweils 70 nm bis 80 nm dicke Glasschichten, die aufeinandergepresst wurden. Auf diese Weise müsste sich auch die Frontscheibe entspiegeln lassen, dachten sich die Entwickler aus Wolfsburg. „Der Scheibenwischer sorgte aber für einen unakzeptabel hohen Verschleiß“, erklärt Langenfeld. Als vielversprechender zeigen sich dagegen hauchdünne Beschichtungen, die stark belastete Teile beispielsweise der Dieseleinspritztechnik schützen sollen. Hier strapazieren Temperaturen bis 250 °C und ein Druck bis 2200 bar das Material. „Deshalb versehen wir Verteilereinspritzpumpe und Pumpe-Düse-Einheit mit einer 2 mm dicken Schicht aus sehr hartem, diamantartigem Kohlenstoff“, erläutert Dr. Sascha Henke von der Zentralen Forschung der Robert Bosch GmbH in Stuttgart. Doch in Serie ist die Beschichtung aufwändig und teuer: Pro Tag müssen bislang etwa 50 000 Bauteile durch eine Hochvakuumkammer geschleust werden.
Und so arbeiten die Entwickler von Bosch mit Unterstützung des Bundesforschungministerium daran, die hauchdünnen Schichten billiger und effizienter herzustellen. Erprobt werden so genannte Multischichten aus Nitriden. Sie bestehen aus mehreren jeweils nur bis zu 7 nm dicken Lagen aus amorphem Siliziumnitrid, in das nanokristalline Titannitrid-Körner eingebettet sind. „Diese Schichten können mit viel weniger Aufwand im Grobvakuum hergestellt werden“, erklärt Henke. Außerdem seien sie belastbarer als die Kohlenstoffschichten: Da sie aus mehreren Lagen bestehen, sind sie elastischer als die herkömmlichen Monoschichten und schützen Bauteile noch bei Temperaturen um 300 °C. Daher könnten die hauchdünnen Schichten – vorausgesetzt sie gehen in Serie – auch bei der Verbrennung alternativer Kraftstoff nützlich sein.
SILVIA VON DER WEIDEN/eb

Von Silvia Von Der Weiden/Eb

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