Die Oberflächen historischer Kunst- und Kulturobjekte sind oft stark verschmutzt, da sie über viele Jahre hinweg unterschiedlichsten Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Der Reinigungsprozess dieser Objekte birgt große Herausforderungen in sich, weil jede Oberfläche jeweils spezifisch zugeschnittene Reinigungsmethoden erfordert, damit der Schmutz entfernt werden kann, ohne das Kunstwerk zu beschädigen. Ein Forschungsteam um die beiden Gruppen von Cosima Stubenrauch (Universität Stuttgart & USIAS, Frankreich) und Wiebke Drenckhan (Universität Strasburg-CNRS, Frankreich) hat in Kooperation mit Dirk Blunk (Universität zu Köln) und Heinrich Piening (Bayerische Verwaltung der staatlichen Schlösser, Gärten und Seen) das große Potenzial aufgedeckt, das flüssige Schäume bei der Bewältigung dieser Herausforderungen haben können.

Flüssige Schäume reduzieren nicht nur die benötigte Menge an Reinigungsmitteln um bis zu 90% und ermöglichen die Benetzung komplexer Oberflächenstrukturen, sondern sie setzen auch zusätzliche physikalische Reinigungsmechanismen in Gang. Zwar ist schon seit geraumer Zeit bekannt, dass Schäume – ähnlich wie Schwämme – Schmutz von Oberflächen „wegsaugen“ können. Das Team hat nun aber gezeigt, dass dieser Reinigungsmechanismus wesentlich effizienter ist, wenn die Schaumblasen zusätzliche Wischaktivitäten auf den Oberflächen vollziehen. Dieses Wischen ähnelt dem, das wir beim Abwischen eines verschmutzten Tisches ausführen. Im Schaum wird das Wischen durch die allen flüssigen Schäumen inhärente Instabilität hervorgerufen. Schaumblasen platzen kontinuierlich und bewegen sich so umher. Den Forschern gelang es zu zeigen, dass dieser Teil des Reinigungsprozesses optimiert werden kann, indem man mit Schäumen arbeitet, die die „richtige Instabilität“ haben: die Schäume müssen stabil genug sein, um den „Schwamm-Effekt“ auszuüben, sie müssen aber gleichzeitig instabil genug sein, um ein optimales „Schaumblasen-Wischen“ zu gewährleisten. Diese beiden Effekte erzielen zusammen eine so hohe Wirksamkeit, dass es ausreicht, den Schaum einfach für eine gewisse Zeit auf der Oberfläche wirken zu lassen, bevor er entfernt wird. Es ist keine weitere mechanische Aktion nötig.

Nachdem das grundlegende Prinzip an Modelloberflächen gezeigt wurde, soll das Konzept nun an echten historischen Objekten getestet werden, da deren Reinigung mit anderen Methoden sehr schwierig ist. Das Team ist außerdem im Austausch mit Unternehmen, um die Möglichkeiten für einen Einsatz des neuen Reinigungskonzepts für andere Arten von Oberflächen auszuloten.

Inhaltlicher Kontakt:
Dr. Dirk Blunk
Institut für Organische Chemie
+49 221 470-5213
d.blunkuni-koeln.de

Presse und Kommunikation:
Jan Voelkel
+49 221 470-2356
j.voelkelverw.uni-koeln.de

Zur Publikation:
Schad, T., Preisig, N., Blunk, D., Piening, H., Drenckhan, W., & Stubenrauch, C. (2021). Less is more: Unstable foams clean better than stable foams. Journal of Colloid and Interface Science, 590, 311–320. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.01.048
Finanzierung: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU); Université de Strasbourg, Institut d’Études Avancées (USIAS), Frankreich