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ePaper created 2013-09-23, 14:05:17 | version 1.25.20
42 KOMPETENZEN GRENZFLÄCHENTECHNOLOGIE UND MATERIALWISSENSCHAFT Grenzflächen spielen eine tragende Rolle in vielen technischen Bereichen wie beispielsweise im Automobilbau, bei techni- schen Textilien oder in der Medizintechnik. Für viele Werk- stoffoberflächen sind ganz andere Eigenschaften gefordert als sie das Material im Volumen besitzt. Neben diesen Werk- stoffoberflächen gewinnen zunehmend innere Grenzflächen in Verbundmaterialien an Bedeutung. Dies betrifft sowohl Membranen für die Trenntechnik als auch Materialien für die Energietechnik, beispielsweise Separatoren in Brennstoffzel- len oder dünne Schichten in der Photovoltaik, aber auch Bar- rieren für Verpackungsmaterialien. Schließlich werden durch die wachsende Komplexität der Anforderungen verschiedene technische Verfahren unter Aspekten der Material- und Ener- gieeffizienz kombiniert. Für die technologische Umsetzung haben wir verschiedenste Verfahren etabliert, mit denen ent- weder aus der Gasphase heraus Schichten abgeschieden, oder aus der flüssigen Phase dünne Schichten oder Partikel erzeugt werden. Etablierte Herstellungsverfahren Abscheidung dünner Schichten mit chemischen und physikalischen Methoden aus der Gasphase Abscheidung von Nanopartikeln mit verschiedenen Polymerisationstechniken Erzeugung von Membranen mit Sol-Gel-Prozessen und Sinterung Abscheidung dünner Schichten durch Layer-by-Layer- Methoden oder mittels selbstorganisierender Mono- schichten Auftrag dünner polymerer Filme durch Spin Coating Abscheidung von Nanofasern mittels Elektrospinnen Für eine adäquate Verfahrens- und Produktentwicklung müs- sen die einzelnen Schritte kontrolliert und die Produkte cha- rakterisiert werden. Hierzu steht uns eine Vielzahl analyti- scher Methoden zur Verfügung, mit denen wir die Prozesse teilweise auch in situ untersuchen und kontrollieren können (Prozessdiagnostik). Da ein Großteil unserer Produkte durch nanometerdünne Schichten oder Nanopartikel bestimmt ist, nutzen wir vor allem Methoden, die ortsaufgelöste Informa- tionen bis in den Nanometerbereich ermöglichen. Anwen- dungsrelevante Eigenschaften wie Separations- und Permea- tionseigenschaften dünner Schichten (Membranen, Barrieren, Korrosionsschutz), die Stofftrennung mit molekular geprägten Nanopartikeln und die Dispergierfähigkeit von modifizierten Kohlenstoffnanoröhren werden in speziellen Versuchsanord- nungen bestimmt. Etablierte Charakterisierungs- und Diagnostikverfahren Bestimmung der Grenzflächenspannung mit diversen Tensiometern Erfassung der Topographie und geometrischen Struktur von Oberflächen bis in Nanometerdimensionen mit ver- schiedenen AFM-Varianten, Elektronenmikroskopie und digitaler Lichtmikroskopie Bestimmung der Adsorptionseigenschaften entweder mikrokalorimetrisch oder durch Gasadsorption bei gleich- zeitiger Bestimmung der spezifischen Oberfläche (BET) Bestimmung der Schichtdicke entweder ellipsometrisch oder mit mikroskopischen Techniken Bestimmung der chemischen Funktionen an Oberflächen und in dünnen Filmen mit IR-Spektroskopie im ATR- Modus, IR-Mikroskopie, konfokaler Raman- und Fluores- zenzspektroskopie sowie mit MALDI-TOF-MS (Matrix-