Wissenschaftlern des IIT Center on Nanotechnology and Society ist in Zusammenarbeit mit Forschern des Armour College of Engineering´s Department of Mechanical, Materials and Aerospace Engineering ein wesentlicher Schritt für die industrielle Herstellung und Anwendung von Nanomaterialien als Oberflächenbeschichtung gelungen.

Die neue Technologie erlaubt den breiten industriellen Einsatz bei verschiedensten technischen Anwendungen, beispielsweise in Katalysatoren für Kraftfahrzeuge, der Reduzierung der Abwärme von Fahrzeugen und Elektrogeräten oder in der Abwasserbehandlung zur Entfernung giftiger Bestandteile. Sie eliminierten die beiden wesentlichen Nachteile, die einer solchen bisher im Wege standen:

„Dieser neue Ansatz ermöglicht die Produktion von nanostrukturiertem Material im industriellen Maßstab und das bei einer wirtschaftlich vertretbaren Durchlaufzeit, was zwei wichtige Hürden in Nanotechnologie überwindet: die Unfähigkeit auf industriell sinnvolle Produktionsmengen zu skalieren und wirtschaftlich nicht akzeptable Synthesezeiten zu reduzieren“, so Philip Nash, Professor für Metallurgie und Werkstofftechnik am IIT.

Unter der Überschrift „The Large Scale Synthesis of Aligned Plate Nanostructures“ (etwa: Die hoch-skalierte Synthese flächiger Nanostrukturen) wurde im Fachmagazin Scientific Reports der eingeläutete Paragidmenwechsel beschrieben: durch die unstetige Ablagerung von nano-skaligen Materialien zu zweiphasigen Mikrostrukturen und das anschließende selektive Ätzen gelingt es, die Oberfläche jeder Legierung zu verändern, deren letzter Prozessschritt eine oberflächige Abscheidung beinhaltet.
Das heißt: prinzipiell existieren bereits Technologien zur Abscheidung von Materialien auf Oberflächen, wie zum Beispiel PVD- oder CVD-Beschichtungen (engl.: physical/chemical vapour deposition, etwa: physikalische/chemische Dampfabscheidung). Sie werden jedoch nunmehr im Nanometerbereich angewendet und damit vervollkommnet.

Die von den Wissenschaftlern untersuchte Nickel-Cobalt-Aluminium-Legierung stellt das Konzept anschaulich dar. Das Material ist vor der Wärmebehandlung duktil, also gut form- bzw. verarbeitbar. Es lassen sich also gut aufwendige Formen herstellen, oder auch kleine Röhrchen und Drähte. Anschließend kann eine Abscheidung der Nanostrukturen innerhalb einer Form, auf deren Außenseite oder aber komplett erfolgen. Die beim Prozess notwendige Wärme beeinflusst auch die Stabilität des Metallgitters der Legierung und verfestigt diese. Die Form, bspw. ein Röhrchen, erlangt also ihre ohnehin gewünschten Eigenschaften, ergänzt um die erweiterten Funktionalitäten und damit verbundenen Vorteile der nano-skalig strukturierten Oberfläche.