Graphen-Vergoldung – Unsichtbare Schicht verhindert Einwirken von Umwelteinflüssen auf metallische Gegenstände

Mit einer neuen Vergoldungstechnik von Forschern der University of Illinois lassen sich metallische Gebilde für extrem lange Zeit vor Umwelteinflüssen schützen. Sie verlieren nicht einmal ihr Aussehen, denn die Schutzschicht ist nur eine Atomlage dick und damit zu 100 Prozent durchsichtig. Sie besteht aus Kohlenstoffatomen, die bienenwabenförmig angeordnet sind, also aus Graphen, betont Forschungsleiter Sameh Tawfick von der Maschinenbaufakultät.

Die Graphen-Beschichtung hat mehrere Vorteile. Sie schützt nicht nur die Oberfläche vor Abrieb, sondern erhöht auch ihren Widerstand gegen mechanische Einwirkungen. Der Ingenieur denkt nicht in erster Linie an den Schutz von Kunstwerken. Er will große metallische Flächen veredeln, sodass sie länger halten, selbst wenn sie hart beansprucht werden. Er hat beispielsweise ganze Schiffe im Visier. Dazu die Fassaden von Gebäuden und die Oberflächen von elektronischen Geräten wie Smartphones. Selbst Juwelen lassen sich so schützen.

Die Materialkosten sind gering. Die Graphen-Menge, die man braucht, um beispielsweise das Carbide & Carbon Building in Chicago zu beschichten, entspricht einem Stecknadelkopf. Das Gebäude aus dem Jahr 1929 ist 153 Meter hoch. Das Team setzt die chemische Gasphasenabscheidung ein. Das Beschichtungsmaterial wird im Vakuum erhitzt und setzt sich auf der jeweiligen Unterlage ab, ein gebräuchliches Verfahren. Wenn man es auf Graphen anwendet, gibt es aber ein Problem. Die Temperatur muss so hoch sein, dass viele Gegenstände, die beschichtet werden sollen, einfach schmelzen.

Ingenieure drücken aufs Tempo

Beim Verfahren von Tawfick passiert das nicht. Das Abscheiden geht so schnell, dass die Unterlage gar keine Zeit hat, sich übermäßig zu erhitzen. Die Graphen-Qualität ist zudem sehr gut. Fehlstellen, die die Schutzwirkung beeinträchtigen, soll es nicht geben. Wie das Verfahren genau funktioniert, verraten die Ingenieurswissenschaftler allerdings nicht.

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