Met superkritisch koolstofdioxide als oplosmiddel kun je kunststof voorwerpen impregneren met kleurstoffen, medicamenten en zelfs nanodeeltjes. Zónder de kunststof te smelten, zo claimen onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in het Duitse Oberhausen.

Ze hebben het onder meer uitgeprobeerd met antibacteriële nanodeeltjes (mogelijk zilver) in polycarbonaat. Na de behandeling gingen E.coli-bacteriën op het kunststofoppervlak onmiddellijk dood. De onderzoekers stellen voor om op deze manier deurknoppen voor ziekenhuizen te gaan maken.

Ook impregneren met geel pigment, silica of een ibuprofen-achtige ontstekingsremmer bleek te lukken.

Dat je al die stoffen in superkritisch CO₂ kunt oplossen, is geen nieuws. Maar de Duitsers hebben nu ontdekt dat dat superkritische CO₂ allerlei kunststoffen in diffundeert wanneer je de druk verder verhoogt tot 170 bar, dus ruim boven het kritische punt (bij CO₂ is dat 73,8 bar). De opgeloste stoffen gaan daarbij gewoon mee.

Verlaag je na een paar minuten weer de druk, dan wordt het CO₂ weer gasvormig en ontwijkt uit de kunststof. De ‘lading’ blijft echter hangen.

Het grote voordeel is dat je de temperatuur niet tot ver boven de kritische waarde van 30,1 graden Celsius hoeft te verhogen. Dat betekent dat je ook toevoegingen kunt gebruiken die overgevoelig zijn voor hitte, en die het niet overleven wanneer je ze vóór het spuitgieten door de gesmolten kunststof probeert te kneden.

Volgens Fraunhofer-onderzoeker Dipl.-Ing. Manfred Renner werkt het vooral goed met kunststoffen die amorf (dus helemaal niet kristallijn) of maar een beetje kristallijn zijn. Als voorbeelden noemt hij nylon, polypropyleen en polycarbonaat. Bij volledig kristallijne polymeren werkt het niet. Kennelijk kan het CO2 dus niet in een kristalrooster binnendringen, maar blijft er tussen amorfe polymeerketens wél genoeg ruimte over.

Kennelijk hoeft het materiaal dus niet zichtbaar poreus te zijn.

bron: Fraunhofer-Gesellschaft