BIONIK

Von der Natur gelernt

Die Natur hat in Millionen von Jahren einzigartige Lösungen für die verschiedensten Anforderungen entwickelt. Heute nutzt die Wissenschaft die Entwicklungskonzepte der Natur und transferiert diese in faszinierende technische Anwendungen.

Fokussiert wird diese Methodik im Begriff Bionik (entstanden aus Biologie und Technik), was nichts anderes bedeutet als Lernen von der Natur. Technische Anwendungen, die sich aus der Bionik entwickelt haben, finden wir heute in der Automobil-, Flugzeug- oder Bauindustrie.

Die Nummer 1 der Ozeane als Vorbild für technische Lösungen

Was ist Bionik? Wie funktioniert Bionik? Die beste Erklärung liefert uns der Haifisch. Er besitzt eine außergewöhnlich gut angepasste hydrodynamische Form und ist deshalb der perfekte Jäger der Meere. Ist dies neben seiner Jagdstrategie das Einzige, was den Erfolg des Haies ausmacht? Ließ die Natur nur deshalb die Grundkonstruktion seit über 100 Millionen Jahren unverändert?

Entgegen der Annahme, dass es sich bei Haifischhaut um eine glatte Oberfläche handelt, fand man heraus, dass Haifischhaut rau ist. Mikroskopisch kleine Längsrillen, sogenannte Riblets, leiten das Wasser kontrolliert am Körper vorbei, um so die Reibungsverluste im Wasser herabzusetzen. Deshalb ist kein anderer Jäger im Wasser schneller als der Hai. Der Haihaut-Effekt bei Wettkampf-Schwimmanzügen zählt daher zu den bekanntesten Erkenntnissen der Bionik.

« Elektronenmikroskopische Aufnahme der Haifischhaut mit Riblets

Da viele hydrodynamische Gesetze auch für die Aerodynamik gelten, sind aerodynamische Anleihen im Automobil- und Flugzeugbau nach dem Vorbild des Haies kein Zufall.

Durch die Verwendung von Oberflächenstrukturen ähnlich der Haifischhaut kann bei Flugzeugen Treibstoff eingespart werden. Eine Übertragung auf textile Anwendungen ist im Schwimmsport zu finden. Leistungsschwimmer können mit bionisch optimierten Schwimmanzügen schneller im Wasser gleiten.

Ist der Lotuseffekt auf Textilien möglich?

Entwicklung neuer wasserabweisender Textilimprägnierungen

Das wohl bekannteste Beispiel für Bionik im Hinblick auf eine wasser- und schmutzabweisende Anwendung ist der Lotus-Effekt. Auf der Blattoberfläche der Lotuspflanze sind feine Noppen mit dünnem Wachsüberzug so angeordnet, dass Wasser und Verschmutzungen nicht haften können, sondern abperlen.

Die Übertragung solcher Lotus-Strukturen mit Hilfe spezieller Fassadenfarben auf die Oberflächen von Wänden oder die Modifizierung von Dachziegeln und Straßenschildern wurde in den letzten Jahren erfolgreich angewendet.

Die Umsetzung des Lotus-Effekts auf Textilien ist wenig sinnvoll, da es sich bei Textilien nicht um harte, unverformbare Oberflächen handelt und Aspekte wie Warengriff und Abriebbeständigkeit eine wesentliche Rolle spielen.

Ist der Lotuseffekt auf Textilien möglich?

Selbst wenn es gelingen sollte, eine Lotus-Struktur auf Textilien zu erzeugen, steht man vor einem weiteren Problem. Werden diese Strukturen aus weichen Partikeln wie z. B. Wachsen aufgebaut, so bricht der Selbstreinigungseffekt dieser Oberflächen schon bei geringster mechanischer Belastung wegen einer Abrasion dieser Strukturen (z. B. in der Haushaltswäsche) zusammen. Erzeugt man andererseits eine Struktur aus harten Partikeln, so werden hierdurch Griff und Charakter des Textils dramatisch verschlechtert.

Trotzdem werden mit dem Argument des Lotus-Effekts Textilien vermarktet. Solche Textilien sind jedoch üblicherweise mit konventioneller Technologie ausgerüstet.

Die RUDOLF GmbH hat aber einen anderen Weg beschritten.

Mangelnder Effekt durch mechanische Zerstörung der Lotus-Struktur »

1. Beschädigte Lotusoberflächenstruktur auf Textil durch Abrieb
2. Verminderter Lotus-Effekt
3. Benetzung, kein Self-repairing-Effekt

BIONIC-FINISH RUDOLF®

Das weltweit erste komplette Hydrophobiersystem für die textile Kette

Das Ergebnis intensiver F&E-Arbeit ist ein patentiertes Produktsystem, welches auf Erkenntnissen der Bionik basiert. Durch Verwendung von sternförmig verzweigten Polymeren können Abweisungseffekte gegen Wasser und Öl bei gleichzeitig reduziertem Fluorcarbonharzgehalt erreicht werden.

RUDOLF GROUP synthetisiert diese hyperbranched Polymere, welche in der Lage sind, Kristallstrukturen aufzubauen, die waschpermanente, hoch abriebbeständige, wasserabweisende Effekte erzeugen.

Das weltweit erste komplette Hydrophobiersystem für die textile Kette

Dendrimeraufbau und Wachstum

Dendrimere besitzen die Eigenschaft, sich selbst zu organisieren. Dabei spielen komplexe Kristallisationsprozesse, die nach der Applikation auf dem Textil ausgelöst werden, eine entscheidende Rolle.

Durch Kristallisation und Orientierung der Dendrimere sowie Verknüpfung zur Textiloberfläche bildet sich ein unsichtbarer, wasserabweisender Schutzschild auf dem Textil.

1. Dendrimer

2. Matrix-Additiv

3. Textile Oberfläche

Je nach Anforderungsprofil bewirken spezielle Additive eine Ausweitung der Effekte in Bezug auf Öl- und Schmutzabweisung, Wasch-/Chemisch-Reinigungsbeständigkeit aber auch Widerstandsfähigkeit gegen mechanischen Abrieb.

So resultiert aus der Dendrimer-Chemie eine komplette Produktlinie von effekt- und verfahrensoptimierten Produkten, welche unter den Namen ®RUCO-DRY (FC-frei) und ®RUCOSTAR (FC-haltig) vermarktet werden.