Nanostrukturen statt Pigmente

Der Farbeffekt dieser sogenannten plasmonischen Lacke entsteht durch die strukturelle Anordnung zweier farbloser Materialien: Aluminium- und Aluminiumoxid- Partikel im Nanomaßstab.

Inspiriert hat die Forscher die Farbvielfalt in der Natur – wie z.B. bei Schmetterlingen. Durch die geometrische Anordnung der beiden farblosen Nanostrukturen und die dadurch unterschiedliche Reflektion, Streuung oder Absorption des Lichts lassen sich alle möglichen Farben kreieren. Im Gegensatz dazu müssen für jeden Farbton jedes Mal neue Pigmentmoleküle hergestellt werden.

Die innovativen plasmonischen Lacke weisen weitere Vorteile auf: Sie sind umweltfreundlich, da sie nur Metalle bzw. Metalloxide aufweisen, lassen sich mit kommerziellen Bindemitteln kombinieren und sind zudem sehr lange haltbar. Pigmente in Lacken verlieren auf Dauer ihre Fähigkeit, Photonen zu absorbieren, und die Farben verblassen. Dieser Effekt tritt bei den neu entwickelten Lacken nicht auf – die Farben sollten theoretisch mehrere Hundert Jahre bestehen, so die Forscher.

Darüber hinaus reflektieren die Lacke das gesamte Infrarot-Spektrum, so dass die Oberflächen weniger Hitze absorbieren. Dadurch bleiben diese etwa 14 bis 17 °C kühler als Flächen, die mit konventionellen Lacken beschichtet wurden. Dies eröffnet viele Möglichkeiten Energie einzusparen, etwa im Bausektor.

Die Lacke sind wesentlich leichter als pigmentierte Lacke, was Materialkosten spart, zumindest bei großen Flächen wie bei der Flugzeugbeschichtung. Eine volle Farbabdeckung kann bereits bei einer Schichtdicke von 150 nm erzielt werden. Die weiteren Forschungsarbeiten konzentrieren sich jetzt darauf, die Kosten für eine Herstellung im Großmaßstab zu senken.