Die atmosphärische Plasmabeschichtung – die Beschichtung mittels Plasma ohne Vakuum in Luft – macht die direkte Funktionalisierung von Holz und bio-basierten Materialien möglich. Leiterbahnen können so umweltfreundlich ohne Kunststoff-Folien direkt aufgebracht werden. JOANNEUM RESEARCH forscht am Standort Niklasdorf an neuen Möglichkeiten für nachhaltige Innenarchitektur und intelligente Materialanwendungen.
Die Atmosphärendruck-Plasmabeschichtung basiert auf der Nutzung eines Plasmas, das bei atmosphärischem Druck erzeugt wird. Dabei wird ein Gasgemisch ionisiert und gezielt auf die Materialoberfläche gelenkt. Durch diesen Prozess können verschiedene funktionale Schichten aufgetragen werden, etwa elektrisch leitfähige Strukturen, aber auch wasserabweisende Beschichtungen oder haftvermittelnde Zwischenschichten. Ein zentraler Vorteil ist, dass keine Vakuumkammern erforderlich sind, wodurch die atmosphärische Plasmabeschichtung besonders wirtschaftlich skalierbar und durch sehr niedrigen CO2-Fussabdruck auch ökologisch nachhaltig ist. „Die Technologie ermöglicht es uns, Materialien auf eine völlig neue Weise zu funktionalisieren, ohne dass dabei umweltschädliche Chemikalien oder energieintensive Prozesse nötig sind“, erklärt Jürgen Lackner, Forscher bei JOANNEUM RESEARCH MATERIALS.
Anwendungsbereiche und Vorteile
Die Technologie wird zur Integration unsichtbarer, aber funktionaler Elemente in Holz und Naturstoffe genutzt. Beispielsweise können Heiz- oder Sensorelemente direkt in Möbel oder Wandverkleidungen integriert werden. Durch die direkte Bearbeitung von Werkstoffen bleibt deren natürliche Ästhetik erhalten. „Gerade in der nachhaltigen Innenarchitektur sehen wir großes Potenzial, da wir smarte Funktionen in natürliche Materialien integrieren können, ohne deren Optik zu verändern“, so Lackner weiter.
Die Forscher*innen von Joanneum Research arbeiten in der Entwicklung atmosphärischer Plasmabeschichtung eng mit der INO GmbH zusammen. Während das Team rund um Jürgen Lackner die Grundlagenforschung und Prozessoptimierung vorantreibt, übernimmt das Team von INO die Skalierung der Technologie für industrielle Anwendungen. Ein weiterer wissenschaftlicher Partner ist Wood K plus, das Kompetenzzentrum Holz. Partnerunternehmen wie EGGER HOLZ, F/List und Technoholz testen die Technologie in konkreten Produktentwicklungen. Rolle-zu-Rolle-Verfahren und robotergestützte Beschichtungsprozesse ermöglichen die großflächige Anwendung auf Platten- und Rollenmaterialien.
Weniger Kunststoff
Die Atmosphärendruck-Plasmabeschichtung trägt zur Reduzierung von Kunststoffanteilen in funktionellen biobasierten Werkstoffen bei und ermöglicht damit neben langlebigen, reparierbaren Oberflächen auch deren einfaches Recycling. Besonders im Bereich der Innenarchitektur, des Fahrzeugbaus und der Luftfahrt eröffnet diese Technologie neue Perspektiven für nachhaltige und multifunktionale Materialnutzung. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung und Anpassung an industrielle Bedürfnisse könnte die atmosphärische Plasmabeschichtung in Zukunft eine Schlüsseltechnologie für ressourcenschonende Produktion und smarte Materiallösungen werden.
Für die Forschung zur atmosphärischen Plasmabeschichtung wurde das Team um Jürgen Lackner erst Anfang April mit dem Innovationspreis Steiermark 2025 und mit dem Houskapreis ausgezeichnet.
