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Nanobeschichtung bezeichnet das Aufbringen von Nanostrukturen auf Oberflächen. Diese Oberflächen werden dadurch superhydrophob und damit wasserabweisend.

Dies erlaubt eine leichte Reinigung. Sie erhalten eine sogenannte Easy to Clean Oberfläche. Das heißt die Anschmutzung wird verzögert, Schmutz kann sich bei hohen Temperaturen nicht einbrennen.

Bitte beachten Sie jedoch:
Es heißt aber nicht, dass Sie die Oberflächen nie wieder reinigen müssen. Die Oberflächen sind einfacher und schneller zu reinigen als vorher. Die Zeitersparnis liegt bei bis zu 80 %.

Werden diese Beschichtungen auf bereits entsprechend mikrostrukturierte Oberflächen aufgebracht, wird ein Lotuseffekt erzielt werden.
Derartig behandelte Flächen weisen auch Fette, Öle und Säuren ab und sind chemisch beständig (z.B. gegenüber Lösungsmitteln).

Nachdem die entsprechende Nanosubstanz auf dem gesäuberten Werkstoff aufgebracht wurde, organisieren sich die Nanoteilchen zu der gewünschten Struktur. Beschichtet werden können z.B.Metalle, Glas, Textilien und Kunststoffe usw.

Einsetzbar ist eine Nanobeschichtung beispielsweise im Sanitärbereich, bei Implantaten, als Anti-Fingerprint-Beschichtung auf Bildschirmen, als selbstreinigende Hausfassade oder als Lackschutz für Autos.

Beispiel:

Bei Glas mit selbstreinigenden Eigenschaften wird das Oberflächenverhalten gegenüber einem normalen Glas so verändert, dass sich Schmutz schwer auf der Oberfläche festsetzen kann und bei Regen weitestgehend von abfliessendem Wasser abgewaschen  wird. Das verzögert die Verschmutzung und erleichtert die Reinigung.

 Der Vorteil bei Textilien (z. B. Teppichen) gegenüber einer normalen Imprägnierung liegt in  der hohen mechanischen Belastbarkeit, beispielsweise bei maschineller Reinigung.

Der Lotuseffekt bezieht sich auf die äußerst geringe Benetzbarkeit und hohe Selbstreinigung biologischer Oberflächen, unter anderem bei der Lotuspflanze. Auf der Blüte und den Blättern wird selbst extrem gut haftendes Farbpulver von Wasser einfach weggespült, nicht einmal Klebstoff auf Wasserbasis bleibt an der Oberfläche haften. Auch andere Pflanzen, wie beispielsweise die Kapuzinerkresse,Kohl, Schilfrohr,Akelei,Tulpe und Banane zeigen diesen Effekt.

Nachdem der Botaniker Prof. Wilhelm Barthlott von der Universität Bonn feststellte, dass manche Pflanzen im Herbarium häufig schmutzig waren, wogegen Individuen anderer Arten während vieler Jahre stets sauber blieben, untersuchte er dieses Phänomen genauer und beschrieb dessen physikochemische Grundlagen zusammen mit C. Neinhuis in den 1990er Jahren.

Der Grund liegt in der besonderen Oberflächenstruktur. Diese weist mikroskopisch kleine  Zellerhebungen auf, die wiederum mit noch kleineren Kristallen übersät sind. Diese Doppelstruktur bewirkt einen beeindruckenden physikalischen Effekt – Wassertropfen, die auf das Blatt fallen, formen sich aufgrund ihrer Oberflächenspannung zu einer Kugel zusammen, rollen vom Blatt herunter und nehmen Verschmutzungen gleich mit.

Durch die Oberflächenstruktur der Pflanzen werden gegenüber Wasser Kontaktwinkel von  bis zu 160° erreicht (Superhydrophobie). Das bedeutet, dass nur etwa 2 bis 3 % der Tropfenoberfläche mit der Oberfläche der Pflanze in Kontakt stehen, diese also eine extrem geringe Benetzbarkeit besitzt. Die Adhäsion zwischen Blattoberfläche und Wassertropfen ist dabei so gering, dass das Wasser leicht abperlen kann. Aufliegende Schmutzpartikel die ebenfalls nur eine kleine Kontaktfläche besitzen – werden dadurch mitgerissen und weggespült. Durch die zentrale Bedeutung der Oberflächenspannung wässriger Lösungen für die Minimierung der Kontaktfläche wird verständlich, dass der Lotuseffekt in dieser Form nicht bei stark benetzenden Lösungsmitteln auftreten kann.

Biologische Bedeutung:
Die biologische Bedeutung dieses Effekts liegt für die Pflanze im Schutz vor einer  Besiedlung durch Mikroorganismen, Krankheitserregern oder Keimen, beispielsweise Pilzsporen, oder dem Bewuchs mit Algen. Dies gilt in ähnlicher Weise für Tiere wie  Schmetterlinge, Libellen und andere Insekten, die mit ihren Beinen nicht überall an ihren Körper zum Säubern hinreichen.

Anwendung:
Es ist mittlerweile gelungen, die Oberflächenstruktur künstlich nachzubilden.Nanoprodukte sind z.B. selbstreinigende Dachziegel und eine selbstreinigende Fassaden. Aus dem  Bereich der Nanotechnologie gibt es mittlerweile Beschichtungen, die superhydrophob sind. Diese Oberflächen sind zwar wasserabweisend, jedoch nicht selbstreinigend, sondern easy- to-clean.