Kunststoffe sind durchlässig für verschiedene Gase. Um ihn dichter zu machen, tragen Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum hauchdünne Schichten auf die Oberflächen auf. Kunststoffverpackte Lebensmittel wären so nicht nur länger haltbar, […]
Ein Argon-Plasma in einer PET-Flasche – hier ist nur der Flaschenboden sichtbar. Das Plasma „reinigt“ und aktiviert die Flaschenoberfläche von innen. (Foto: Gorczany/RUBIN)
Kunststoffe sind durchlässig für verschiedene Gase. Um ihn dichter zu machen, tragen Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum hauchdünne Schichten auf die Oberflächen auf. Kunststoffverpackte Lebensmittel wären so nicht nur länger haltbar, sondern es würden auch weniger Stoffe aus dem Material in die Nahrung entweichen.
Leichte und bruchsichere Kunststoffe sind überall. Nun wird auch diskutiert, Babynahrung in Kunststoffgefäßen statt in Gläschen anzubieten. Doch noch besteht die Sorge, dass schädliche Stoffe in die Nahrung gelangen könnten. „Es gibt keinen Kunststoff, aus dem nicht irgendwelche Inhaltsstoffe entweichen“, sagt Prof. Dr. Peter Awakowicz, Leiter des Lehrstuhls Allgemeine Elektrotechnik und Plasmatechnik. „Mit unserer Beschichtung können wir die Menge dieser Substanzen auf ein Prozent der Menge reduzieren, die normalerweise austritt.“
Beschichtungsanlage für PET-Flaschen
Mit seinem Team erforscht Awakowicz, wie man ein Objekt mit einer beliebigen Form aus einem bestimmten Kunststoff am besten mithilfe eines Plasmas beschichtet. Viele Parameter beeinflussen das Resultat, zum Beispiel die Plasmadichte, der Sauerstoffgehalt oder die Intensität des Ionenbeschusses. Für PET-Flaschen haben die RUB-Ingenieure den Prozess gemeinsam mit Industriepartnern schon sehr weit optimiert. Das Forschungskonsortium besitzt bereits eine funktionstüchtige Beschichtungsanlage.
Barriereschicht aus Glas
Die aufgetragene Barriereschicht, die den Kunststoff dichter macht, besteht aus hauchdünnem Glas. Die RUB-Forscher bringen sie aber nicht direkt auf den Kunststoff auf. Denn sie fanden heraus, dass der dafür notwendige sauerstoffhaltige Plasmaprozess die Kunststoffoberfläche zerstört. Daher bedeckt Awakowicz‘ Team die Oberfläche zunächst mit einer sauerstofffreien Schutzschicht, anschließend folgt die Glasschicht. Die Ingenieure zeigten auch, dass sich die Schutzschicht beim Auftragen der Glasschicht umwandelt und den Kunststoff so noch zusätzlich dichter macht. Das Beschichtungsverfahren ist nicht nur für Lebensmittelverpackungen interessant. Auch zum Beispiel künstliche Nieren oder organische Leuchtdioden bestehen aus Kunststoffen und könnten davon profitieren.
Ein ausführlicher Beitrag findet sich im Onlinemagazin RUBIN, dem Wissenschaftsmagazin der RUB: rubin.rub.de/de/kunststoffe-dichter-machen
