Reflexionsmodelle in Kunststoffen / Lacken

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Die folgende Frage richtet sich an Wissenschaftler in Forschungszentren wie auch in Unternehmen.

Gibt es forschende Institutionen / Unternehmen, die erste Forschungsansätze mit Schichtlinsenmodellen aus laminierten Klarkunststoffen / Lacken in geringerer und höherer optischer Dichte begonnen haben.

Solche Schichtlinsenmodelle zeigen eine Lupenfunktion mit gerichteter Lichteinlenkung, Vergrößerung inerter Substrate / Gründe und rau-wellige Strukturen (werden zu dreidimensionalen Reflektoren). Zugleich gerichtete Durchstrahlung - optische Öffnung - von Klarmedien / Halbtransparentmedien (werden zu Lichtleitern).

Zugleich interessiert mich, ob es erste Ansätze gibt, Kunststoffe mit optischen Ausdehnungskoeffizienten zu versehen. Beispiel: Wasser zeigt nach 32-stündigem Gefrierprozesses - bei langsamer Drehung in Edelstahl und bei Anlegen leichter Spannung - eine bemerkenswert lichthomogene Kristallstruktur mit innerem optischen Ausdehnungskoeffizienten, sodass derartige Eiskugel einen - simuliert - größeren inneren Durchmesser hat als der reale Außendurchmesser.

Heutige Klarkunststoffe / Lacke / Glas zeigen jedoch umgekehrt alle eine innere optische Verkleinerung / Komprimierung / Verflachung des Sichtbildes, was sich dämpfend auf die Reflexion / Lichtdurchlass auswirkt.

Bei Kunsthistorikern ist diese Methodik als Stradivari-Lackmodell bekannt, da Geigenbauer Antonio Stradivari als erster mit einem vergrößernden Doppellacksytem nach dem Schichtlinsenprinzip auch raues Holz als dreidimensionale Projektion zum Leuchten - mittels kinetisch bewegten Mikobrennpunkten - bringen konnte.

Dieser erste Lösungsansatz der Optimierung der Reflexion und des Lichtdurchlasses wurde aber meines Wissens in der modernen Forschung nie konsequent weiterverfolgt - nur in Nischen. Die Kopplung mit dem Wassermodell - dreidimensionaler Vergrößerungsindex - würde aber allen heutigen Kunststoffen / Lacken in der Kopplung mit weiteren Substraten eine Optimierung der Reflexion / Lichtdurchlasse verleihen.

Wer hat also in dieser Richtung schon geforscht? Antworten in dem Forum von w-w-w oder auch an meine E-Mailadresse: [email protected].

Danke, Bruno Toussaint

#2

Bei Kunsthistorikern ist diese Methodik als
Stradivari-Lackmodell bekannt, da Geigenbauer Antonio
Stradivari als erster mit einem vergrößernden Doppellacksytem
nach dem Schichtlinsenprinzip auch raues Holz als
dreidimensionale Projektion zum Leuchten - mittels kinetisch
bewegten Mikobrennpunkten - bringen konnte.

Der Lack scheint an dieser Sache ab zu sein:
Siehe: „Stradivari Lack, Geheimnis um die Zusammensetzung des Lacküberzugs von Stradivari-Geigen gelüftet.“

http://www.internetchemie.info/news/2009/dec09/strad…

Daraus:
„Worin besteht Stradivaris Geheimnis? Die Zusammensetzung des mythischen Lacküberzugs auf den Geigen von Stradivari sorgte in den vergangenen zwei Jahrhunderten für kontroverse Vermutungen.“

Und weiter: „Die Resultate geben Aufschluss über die Materialien und Pigmente, die der Geigenbaumeister verwendete, und ermöglichen eine detaillierte Beschreibung seines Lacks.“ …

„Damit nutzte Stradivari Materialien, die zu seiner Zeit leicht erhältlich und verbreitet waren. Durch die Verwendung von mehreren roten Pigmenten fand er eine Vielzahl von Farbnuancen für seine Instrumente, die noch heute für ihr herrliches Erscheinungsbild hoch gelobt werden.“

Nach: " … einem vergrößernden Doppellacksytem nach dem Schichtlinsenprinzip" sucht man in dem seriösen Artikel vergebens.

Gruß

watergolf

#3

Hallo Watergolf, danke für die Antwort.

Diesen Artikel und andere, die mir direkt vom Forschungsinstitut zugeschickt wurden, kenne ich bereits. Zu dem Thema hatte ich Kontakt mit dem Forschungsleiter des besagten Leibnitz-Instituts, das vor ca. zwei Jahren die ersten Ergebnisse der chemichen Analyse des Stradivari-Lackes betrieb.

Stradivari verwandt ein Doppellacksystem, wobei die erste Lackschicht in niedrigerer optischer Dichte war, darauf ein härterer Lack, der mit Chochinel-Farbstoffen und Eisenoxidpigmenten rötlich gefärbt war. Vom Optischen gesehen, entsteht so räumlich-tiefenoptisch das typische Schimmern als bewegliche Hell-Dunkel-Brennpunkte auf den Mikroerhabenheiten des Holzbodens - jedes undurchsichtige, glatte / raue Material wird so zum Reflektor.

Dies ist im Grunde schon das Prinzip einer tiefenoptisch-gerichteten Lichtein-/-ausleitung in Lack-Schichtlinsen, welches jedes Material zum Leuchten bringt. Gläser, andere Klarmaterialien wie Holographie, werden umgekehrt substanzlos durchstrahlt, sodass diese Materialien überhaupt nicht mehr sichtbar werden - sie werden zum Lichtleiter.

Ich suche aber mit meiner Frage Kontakt zu Instituten oder Forschern, die sich mit der physikalischen Seite und Anwendung solcher Doppel-Schichtlinsen aus Kunststoffen / Lacken befassen. Im Grunde ist aus irgendwelchen Gründen das Thema Schichtlinsen in der Forschung noch nie flächendeckend bearbeitet worden. Es gibt auch wenige Produkte - z. B. das Diasec-Verfahren als Photo rücksetig auf Plexiglas geklebt.

Grüße, Bruno

#4

Hallo,

Lack-Schichtlinsen,

Das wesentliche einer Linse ist die unterschiedliche DICKE. Wo sollte die bei einem ebenen Lack auf einer ebenen Fläche entstehen können?
Nur mal so als Laie gefragt.
Gruß
loderunner

#5

Hallo Bruno,

wie ich annehme, wäre für dich die Firma Uvex der richtige Ansprechpartner:

UVEX WINTER HOLDING GmbH & Co. KG
Würzburger Straße 181,
D-90766 Fürth
Tel. +49 (0)911 9736-1561,
[email protected]
www.uvex.de

Siehe:
http://www.uvex.de/fileadmin/redakteure/Holding/Pres…

Daraus aus obiger Pressemitteilung:
„Im Bereich Material- und Verfahrensentwicklung investieren wir laufend in die Forschung und Entwicklung am Standort Deutschland,“ sagt Michael Winter.

Gruß

watergolf

#6

Moin,

Wo
sollte die bei einem ebenen Lack auf einer ebenen Fläche
entstehen können?

durch einen Gradienten im Brechungsindex z.B.

Gandalf

#7

Hallo Gandalf,

das Phänomen der Vergrößerung bei Schichtlinsen ist zwar bekannt, aber wissenschaftlich noch nicht in richtigen Schubladen gelandet. Auch hat es nur am Rande mit dem Brechungsindex zu tun. Verlange aber von mir jetzt kein Schulwissen oder das eines Physikstudenten, da ich alles empirisch, durch jahrelange Testreihen rausbekommen habe.

Das Vergrößerungsphänomen mit dem Löffel im Wasserglas kennst Du - etwa 1,33 Vergrößerung inerter Materialien in Wasser. Gleiches bei der berühmten Taucherbrille in Wasser. Die Vergrößerung, die man bei solchem Test sieht, bezieht sich aber auch auf erhabene Strukturen, die in ihrer Dreidimensionalität zunehmen.

Einen solchen Test kann man einfach selber machen: Nimmt man ein rau geschmirgeltes Aluminiumplättchen, benetzt dieses mit Wasser, so lässt sich auf der Wasserspannung selber - oben - ein hauchdünnes Mikroskopplättchen auflegen. Es schwimmt nicht nur, sondern wird durch die sich nach außen dehnende, dielektrische Spannung des Wassers gehalten.

Wasser kennt man normalerweise nur als wibbeliges, unruhiges Element. Letztlich ist es aber genau wegen Spannung und Strukturtierfähigkeit - durch Beigabe von Fotogelatine und sonstiges - ein Klarmaterial, was einen inneren Vergrößerungsindex von vornherein in sich trägt - gegenüber allermeisten Kunststoffen und Glas. Insofern kommt es nicht auf den Dichteunterschied zwischen Glas und Wasser an. Dies ist aber jetzt nicht das Thema.

Das optische Element mit hauchdünnem Glasplättchen und Wasser (oder 1 % gelöste Gelatine) auf raue Aluplatte oder Blattgold zeigt in dieser Konfiguration ein räumliches Gebilde mit Strukturvergrößerung /-scharfstellung, extremer Lichtein-/-ausleitwinkel bis 180 Grad.

Ersetzt man das Glasplättchen durch ein dünnes Präzisionsacrylglas, so wird das Gebilde noch ein Tick räumlicher, weil Glas eher Licht blockiert. Es entsteht aber immer ein vergrößerter optischer Leeraum - als optischer Horror Vacui - direkt ab Aufsichtsfläche und Substratboden. Zwischen Glas und Wasser sind auch keine Grenzflächen mehr zu sehen. Gleichen Effekt hat mit beim Diasec-Verfahren, wo zwischen Photo und Acrylplatte ebenfalls ein vergrößerter Leeraum entsteht - statt Wasser also Licht leitendes Silikon.

Letztlich kann man diesen Effekt der tiefenoptischen Lichthomogenität und optischen Ankopplung von Materialien auch auf andere Kunststoffe - Lacke, Laminierfolien, etc. - übertragen. Das Hindernis ist aber Z. Zt. noch der Verkleinerungsindex bei fast allen Kunststoffen und ihren Polymerstrukturen. Ich bin aber sicher, dass es auch umgekehrt geht, dass man Lacke / Kunststoffe mit solchem inneren Ausdehnungskoeffizienten ausstatten kann, wie z. b. bei Wasser, welches in 32 St. in Edelstahl bei Anlegen leichten Spannung zu Eis gefroren wurde.

Dreht man daraus eine Eiskugel, zeigt diese eine simulierte innere Ausdehnung, die optisch größer ist, als der reale Außendurchmesser, und zudem eine extrem klare Kristallstruktur aufweist. Würde man also solches klares Festmaterial mit einer optisch dichteren Klarschicht laminieren, hat man ein Licht leitendes Element als Schichtlinse mit den beschriebenen Eigenschaften, wobei die wesentlichste zum Schluss die gerichtete Lichtein-/-ausleitung ist, was sich in kinetisch hin und her bewegten Mikrobrennpunkten auf allen erhabenen Strukturen zeigt, die zugleich auch „scharf“ gestellt sind. Es gibt also auch kein Streulicht mehr und das Licht strahlt seitlich durch das schräge Materialprofil bis 180 Grad aus.

Bei heutigen Klarmaterialien nach Stand der Technik mit ihren Verkleinerungskoeffizient entsteht also immer eine Komprimierung und Verflachung des Sichtbildes, Grenzflächen- störungen gegen innere Substrate und Gründe zuhauf, und ein Lichtausleitwinkel von etwa max. 45 Grad. Aber das ist jetzt alles zu viel, sonst sitze ich noch morgen dran.

Ich suche also forschendes Institut, Unternehmen, dass in der Lage ist, in Zusammenarbeit mit einem Hersteller für Monomere / Polymere, das Design der Kristallstruktur des Wassers, und vor allem den Modus der Vergrößerung / Ausleuchtung von Materialien, gerichteten Durchstrahlung von Klarmaterialien in ein Forschungsprojekt zu übernehmen. Wenn dies gelingt, wäre es ein Quantensprung in der heutigen Lack- und Kunststoffentwicklung.

Viele grüße, Bruno

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#8

Hallo Loderunner,

lies einfach den Artikel an Gandalf, dann wird einiges klarer.

Grupß, Bruno

#9

Hallo,

versteht hier einer, was Bruno will?
Viele Grüße von
Haubenmeise