Die Chemiker Prof. Dr. Martin Steinhart (Universität Osnabrück) und Prof. Dr. Longjian Xue (Wuhan University) haben ein sogenanntes Kapillarnanostempel-Verfahren erfunden. Dafür wurde nun ein Europäisches Patent erteilt. Inspiration für das innovative Stempel-Verfahren war die Fähigkeit von Insekten, Wände hochzulaufen.
„Das Stempeln von Material auf Oberflächen leidet nach dem Stand der Technik darunter, dass während nacheinander durchgeführter Stempelzyklen keine Tinte nachgeführt werden kann und die Qualität der so erzeugten Muster immer schlechter wird. Kapillarnanodruck löst dieses Problem“, erklärt Chemiker Prof. Dr. Martin Steinhart.
Viele Insekten weisen an ihren Füßen Felder kleinster Härchen auf, mit denen sie auch auf rauen Oberflächen haften bleiben können. Dabei setzen Insekten auch Flüssigkeiten ein, die durch Poren in den Härchen abgeschieden werden. Lösen die Insekten ihre Füße von einer Oberfläche ab, bleiben auf diesen Feldern kleinste Tröpfchen zurück. Dieses Prinzip wird durch den Kapillarnanodruck technisch ausgenutzt. Hierfür werden Stempel mit schwammartigen Porensystemen verwendet, deren Porendurchmesser typischerweise kleiner als ein zehntausendstel Millimeter sind. In diese Porensysteme lässt sich eine große Bandbreite wässeriger und nichtwässeriger Tinten füllen, sodass viele aufeinanderfolgende Stempelvorgänge ohne Erschöpfung der Tintenvorräte durchführbar sind – entweder manuell oder automatisiert. Die Universität Osnabrück kann das Stempel-Verfahren durch das Europäische Patent nun in großen Teilen Europas vermarkten.
Weltneuheit made in Osnabrück
Es sind diverse Anwendungsszenarien für den Kapillarnanodruck denkbar: Zum Beispiel durch Kapillarnanodruck kleinste Partikel aus schwerlöslichen Arzneistoffpartikeln herzustellen. Aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche weisen die kleinen Arzneistoffpartikel möglicherweise eine verbesserte Bioverfügbarkeit auf. Auf diese Art und Weise könnten Arzneistoffdosen reduziert werden, was wiederum das Ausmaß der Nebenwirkungen und die Arzneistoffkontamination der Umwelt reduzieren könnte. Eine weitere potentielle Anwendungsmöglichkeit ist die Herstellung strukturierter dünner Schichten aus Funktionsmaterialien, die auf diese Weise einfach in Geräte-Architekturen integrierbar sein könnten. Ebenso vorstellbar ist die Herstellung von Oberflächen für bioanalytische Anwendungen oder für Anwendungen im Bereich der Medizin sowie von Oberflächen mit maßgeschneiderten Benetzungseigenschaften.
