Las huellas dactilares grasientas en superficies brillantes de acero inoxidable no solo son poco atractivas, también atacan la superficie. Los investigadores de Fraunhofer están desarrollando un nuevo nanorrevestimiento que evitará en el futuro las molestas manchas que resultan del contacto de los dedos con superficies de acero inoxidable. La clave de su enfoque:nanopartículas especiales añadidas al recubrimiento.

El nuevo y reluciente refrigerador cuenta con un atractivo frente de acero inoxidable. Pero no pasa mucho tiempo antes de que la puerta esté cubierta de huellas dactilares oscuras que son difíciles de quitar con solo un paño y detergente; el trabajo en realidad requiere un pulido arduo. Las huellas dactilares como estas son más que antiestéticas, la película de grasa también ataca la superficie metálica.

Dile adiós a las manchas de grasa

Junto con sus colegas de FEW Chemicals GmbH en Wolfen, Investigadores del Instituto Fraunhofer de Microestructura de Materiales y Sistemas IMWS en Halle ahora están trabajando para poner fin a manchas como estas. El secreto está en una capa de revestimiento que contiene aditivos especiales y que repele el agua y el aceite. Los efectos de esta capa son dobles:cuando las partículas integradas en el revestimiento se asientan en la superficie del acero inoxidable, la superficie se vuelve más rugosa y su superficie aumenta. Cuando un dedo entra en contacto con la puerta del frigorífico, sólo toca los puntos elevados de la superficie y la grasa de la yema del dedo nunca llega a los "valles" de la superficie de acero inoxidable. Esto significa que la superficie que realmente entra en contacto con la grasa se mantiene muy pequeña. Además, el índice de refracción del revestimiento se ha ajustado para que coincida con el contenido de aceite natural de la piel. Esto significa que la luz es reflejada por la superficie de acero inoxidable revestida aproximadamente de la misma manera que por una superficie que ha sido tocada por dedos pegajosos. Como resultado, las huellas dactilares apenas se notan.

Análisis de los sistemas de capas

Mientras FEW Chemicals GmbH se encarga del desarrollo de los sistemas de recubrimiento, el equipo de Fraunhofer se concentra en el análisis de estas capas. "Estamos investigando las capas creadas utilizando no solo microscopía óptica, pero también microscopía electrónica de barrido y microscopía de fuerza atómica. Observamos qué tan grandes son las partículas individuales en el sistema de recubrimiento y si se distribuyen de manera homogénea o no. El efecto de los aditivos utilizados es otro foco de nuestro análisis, "dice la Dra. Jessica Klehm, investigador asociado en la unidad de negocio "Materiales Biológicos y Macromoleculares" de Fraunhofer IMWS. Estas preguntas son extremadamente importantes en la evaluación de la calidad del recubrimiento. Por ejemplo, si las nanopartículas se agregan para formar partículas más grandes, como resultado, el recubrimiento puede perder su transparencia. Por otro lado, si las partículas son demasiado pequeñas, la superficie permanece demasiado lisa, para que la película de grasa se adhiera a ella en áreas más grandes a pesar del recubrimiento.

Se tuvieron que superar varios desafíos antes de que pudieran llevarse a cabo estas investigaciones. Primero y ante todo, las muestras debían reducirse en tamaño. Las investigaciones óptimas con microscopía óptica, así como la investigación adicional con otros métodos, requieren que las muestras tengan un espesor de no más de 60 a 80 micrómetros. es decir, aproximadamente del grosor de un cabello humano; el examen con un microscopio electrónico de transmisión requiere incluso una muestra mil veces más fina. "No podemos cortar las muestras a medida con una sierra, lo que destruiría el revestimiento. Por lo tanto, incrustamos las muestras en resina y luego las trituramos hasta obtener el grosor deseado, "Explica el Dr. Klehm.

La máquina de prueba automática cuantifica el efecto antihuellas

Además, los investigadores están desarrollando una máquina de ensayo automática para las capas. El dispositivo no está diseñado para investigar las partículas en el recubrimiento, sino más bien la visibilidad de las propias huellas dactilares. La máquina sumerge un sello en una solución cuya composición se asemeja a la de la película aceitosa sobre la piel humana. Trabajando de forma automática y con idéntica fuerza y ​​duración, este sello luego presiona sobre la superficie recubierta para dejar "huellas dactilares". La máquina utilizará una combinación de procedimientos espectrométricos y ópticos para analizar la cantidad de solución que queda en la superficie y, por lo tanto, llegar a un valor porcentual que indique el efecto antihuellas del recubrimiento. Los científicos están trabajando actualmente para encontrar la combinación ideal de equipo analítico para este propósito.

Y los investigadores ya han encontrado un favorito entre los diversos sistemas de recubrimiento que han investigado. La tarea ahora es optimizar aún más el sistema. Las actividades de desarrollo deberían completarse a finales de 2020, cuando la producción a escala industrial del sistema de recubrimiento se transfiera a FEW Chemicals GmbH.