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StartseiteForschung aktuellBlitze, die auf den Nägeln brennen07.03.2005

Blitze, die auf den Nägeln brennen

Göttinger Forscher entwickelten Plasmagenerator für Nagelstudios

<strong>Physik. - Zur Reinigung und Behandlung von Oberflächen werden in der industriellen Fertigung häufig so genannte Plasmen eingesetzt. Die Gemische aus umherflitzenden geladenen Atomen und Elektronen entstehen, wenn ein Gasgemisch unter Hochspannung gesetzt wird, ebenso in einer Neonröhre wie bei einem Gewitter. Auf der Jahrestagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Berlin stellen Forscher der Fachhochschule Göttingen ihre Idee vor, solche elektrischen Entladungen auch für die Kosmetikindustrie nutzbar zu machen.</strong>

Von Ralf Krauter

Mit der Macht des Blitzes trocknet Bio-Nagellack flotter. (Universität München)
Mit der Macht des Blitzes trocknet Bio-Nagellack flotter. (Universität München)

Auf die Idee, Fingernägel mit Blitzen zu traktieren muss man erst einmal kommen. Im Fall der Diplom-Ingenieurin Stephanie Tümmel war es ihr Professor von der Fachhochschule Göttingen. Der wusste aus seiner Forschung, dass gezielte elektrische Entladungen dazu führen, dass Lacke auf Holz besser haften. Die Plasmabehandlung führt zu einer Aktivierung der Oberfläche, die die Anbindung der Farbstoffmoleküle erleichtert. Weil Holz ein organisches Material ist, lag es nahe, das Verfahren auch bei anderen organischen Substanzen auszuprobieren. Zum Beispiel bei Fingernägeln. Also machte sich Stephanie Tümmel an die Entwicklung eines geeigneten Gerätes. Der batteriebetriebene Prototyp erinnert in Form und Größe an eine Taschenlampe.

"In dem Handgerät selber entsteht eine Hochspannung, neun bis zehn Kilovolt. Und dadurch kommt dann also die Entladung auf dem Fingernagel zustande. Das Plasma ist ja ein Blitz, wie beim Gewitter auch. Und dieses wäre allerdings tödlich, zumindest in 90 Prozent der Fälle. Und deswegen haben wir hier noch ein Dielektrikum um unsere Elektrode gelegt. Das ist ein ganz normales Glasröhrchen. Dank dieses Dielektrikums wird der Strom gesenkt, ohne aber die Entladung selbst zu beeinträchtigen."

Will heißen: Mittlerweile ist die Behandlung völlig ungefährlich und schmerzlos. Das hat Stephanie Tümmel in einer Doppelblindstudie mit Studentinnen belegt. Für die ersten Selbstversuche mit den Vorläufergeräten galt das allerdings nicht.

"Es hat gepiekst. Ich habe es auch mal gemerkt. Einmal habe ich noch das alte Gerät in die Hand genommen und es ausprobiert. Das war wie Nadelstiche. Und das auf dem Fingernagel, der ja nun allgemein nicht so schmerzempfindlich wie die Haut. Also ich möchte nicht wissen, was das dann auf der Haut ist."

20 Sekunden dauert die Vorbehandlung pro Fingernagel. Die in Glas gehüllte Elektrode wird dabei im Millimeterabstand über die Oberfläche geführt. Wenn man genau hinschaue, könne man dabei winzige Blitze sehen, sagt Stephanie Tümmel. Die Untersuchung der Göttinger Ingenieurin zeigen, dass sich Nagellack nach der Plasmabehandlung gleichmäßiger verteilt und besser haftet. Das belegen Fotos, die die Forscherin drei Tage nach dem Auftrag des Lacks von den Fingernägeln ihrer Probandinnen gemacht hat.

"Diese Fotos wurden alle normiert gemacht, also innerhalb eines Kastens mit einem Maß daran. Diese Fotos hatten also alle dieselbe Größe und Auflösung. Dann haben wir die Fotos selber genommen und mit Hilfe einer Software die Pixel gezählt. Wir haben also die Flächen, an denen der Nagellack abgeplatzt war, markiert und dann hat die Software ausgespuckt, wie viele Pixel das sind, die da nicht mehr lackiert sind."

Die chemische Analyse der plasmabehandelten Nägel zeigt: Durch die elektrische Gasentladung wird Stickstoff und atomarer Sauerstoff in die Nageloberfläche eingelagert. Da Sauerstoff ein polares Molekül ist, können andere polare Moleküle, wie zum Beispiel Alkohole, leichter anbinden. Alkohole wiederum sind häufig als Lösungsmittel in so genannten Bionagellacken enthalten, die unter Verwendung nachwachsender Rohstoffe hergestellt werden. Die Folge: die Farbe verteilt sich besser und trocknet deutlich schneller. Für die Schönheitspflege ökologisch bewusster Damen ein klarer Vorteil.

"Wirklich nötig ist das für Bionagellack nicht. Aber es macht ihn konkurrenzfähiger, denn er kämpft mit einer sehr langen Trocknungszeit. Der Hersteller selbst sagt, dass es acht bis zehn Minuten dauert, bis dieser Nagellack wirklich trocken ist. Auf einem plasmabehandelten Fingernagel reduziert sich diese Trocknungszeit auf zwei Minuten."

Erste Firmen aus der Kosmetikbranche haben bereits Interesse bekundet. Die Fertigung ihres Plasmasticks fürs Nagelstudio wollen die Göttinger Fachhochschulstudenten nun aber selber in die Hand nehmen. Einige Absolventinnen haben eine Firma gegründet, die ab April die Produktion und Vermarktung des Blitzgenerators übernehmen soll.

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