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Nanostrukturen als Ersatz für Titandioxid

(28.10.2020) Titandioxid wird als weißes Farbpigment in vielen Produkten eingesetzt. Doch wegen möglicher gesundheitsschädigender und umweltbelastender Effekte steht es in der Kritik. Forscher vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben eine Alternative entwickelt und sich dabei von den Nanostrukturen in den Schuppen eines weißen Käfers inspirieren lassen.

Die Wissenschaftler bauten diese winzigen, festen und schwammähnlichen Strukturen nach und setzten sie in sehr dünnen, flexiblen und vielseitig verwendbaren Folien ein. Wie die Nanostrukturen in dem Panzer des Käfers sind die von den Forschern hergestellten Folien in der Lage, das auftreffende Licht zu reflektieren und die Oberfläche weiß erscheinen zu lassen. Sie haben eine Stärke von nur neun Mikrometern (1 Mikrometer = 0,001 Millimeter). Sind sie dicker, kann die Lichtstreuung noch gesteigert und der Effekt verstärkt werden.

Nach dem Vorbild des weißen Käfers Cyphochilus insulanus erzeugt ein nanostrukturierter Polymerfilm eine strahlend weiße Beschichtung. (Foto: Julia Syurik, KIT)

Es ist möglich, die neue Technik auf andere Materialien und Gegenstände zu übertragen, um ihnen eine weiße Farbe ohne die Verwendung von Titandioxid zu verleihen. Entsprechende Forschungen laufen. Nach Informationen des KIT besteht bereits Interesse seitens der Industrie an dieser unbedenklichen Methode.

Der Nachbau der Nanostrukturen aus dem Panzer des Käfers und ihre Nutzung als Ersatz für weiße Farbpigmente ist ein weiteres Beispiel für die sogenannte Bionik. Dabei werden neben Strukturen auch Materialien, Prozesse oder Organismen aus der Natur nachgebaut, um sie in technische Anwendungen zu übertragen und nutzbar zu machen. Ein prominentes Beispiel aus dem Bereich der Nanotechnologien ist der Lotus-Effekt.

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Im Glossar finden Sie Näheres zu Titandioxid.

Informationen zu Titandioxid als Lebensmittelinhaltsstoff haben wir hier für Sie zusammengestellt.

Antworten auf Verbraucherfragen rund um den weißen Stoff bietet die Rubrik „Sie fragen - wir antworten“.


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