Selbstreinigungsfähigkeit

Selbstreinigungsfähigkeit bezeichnet die Eigenschaft einer Oberfläche, Verschmutzungen zu reduzieren oder zu entfernen, oft ohne externe Reinigungsmittel oder mechanische Reinigung. Sie wird in Bereichen wie dem Bauwesen, der Optik, Textilien und der Medizintechnik erforscht, um Wartungskosten zu senken und die Lebensdauer von Bauteilen zu erhöhen.

Es gibt mehrere Grundmechanismen. Mechanisch basiert sie auf Oberflächenstrukturen, die das Benetzen beeinflussen. Bei superhydrophoben Oberflächen perlt Wasser ab und verschmutzte Tropfen rollen ab, wodurch Partikel mitgeführt werden (Lotuseffekt). Umgekehrt können superhydrophile Oberflächen einen stabilen Wasserfilm erzeugen, der Schmutz durch fließendes Wasser mitreißt. Eine weitere Klasse nutzt chemische Reaktionen: Photokatalytische Selbstreinigung, z. B. mit Titanoxid (TiO2), das unter Licht organische Verschmutzungen zersetzt und so die Oberfläche reinigt; oft wird dies durch zusätzliche Benetzungseigenschaften unterstützt.

Typische Anwendungsfelder sind Glas- und Fassadenbeschichtungen, Fliesen, Bodenbeläge sowie textile Beschichtungen, die in Trocken- und Nassbereichen eingesetzt werden. Vorteile sind reduzierte Reinigungsintensität, geringerer Wasserverbrauch und verlängerte Sauberkeit.

Limitationen umfassen die Abnutzung der Oberflächenstrukturen, den Einfluss von Ölfilmen und Staub, Umweltbedingungen, die Notwendigkeit von Licht (bei photokatalytischen Systemen) sowie Kosten und Kompatibilität mit bestehenden Materialien. Aktuelle Forschung zielt darauf ab, langlebigere, chemisch stabilere Beschichtungen zu entwickeln, die mehrere Selbstreinigungsmechanismen kombinieren oder ohne UV-Licht arbeiten.