Benetzbarkeit

Änderung der Oberflächenbenetzbarkeit

Ob die Oberfläche von einer Flüssigkeit benetzt werden kann oder nicht hängt von ihrer chemischen Zusammensetzung, der Oberflächenmorphologie (Rauigkeit) und den an der Grenzfläche auftretenden kurz- und langreichweitigen Wechselwirkungen wie u.a. Van-der-Waals-Kräften und Wasserstoffbrückenbindungen ab. Plasmabehandlungen, sowohl bei Atmosphären- als auch im Niederdruck mit verschiedenen Gasen und Gasmischungen ermöglichen die selektive Funktionalisierung einer Oberfläche.

Beispiele für unterschiedliche Benetzbarkeiten einer Oberfläche und den daraus resultierenden Kontaktwinkel.
Beispiele für unterschiedliche Benetzbarkeiten einer Oberfläche und den daraus resultierenden Kontaktwinkel.
Teilweise im Plasma hydrophilierte Oberfläche einer ursprünglich gänzlich hydrophoben Oberfläche.
Teilweise im Plasma hydrophilierte Oberfläche einer ursprünglich gänzlich hydrophoben Oberfläche.

Änderung der Oberflächenbenetzbarkeit

Diese neuen funktionellen Gruppen können die Benetzbarkeit vieler Substrate erhöhen oder verringern, u.a. von kommerziell weit verbreiteten Kunststoffen (PE, PET, PP,...).

Die Fähigkeit, die Oberflächenbenetzbarkeit zu verändern, findet zahllose Anwendungen, wie z.B. in der Mikrofluidik und bei „Lab-on-a-Chip“, um die Blutkomponenten zu trennen. In der Biomedizintechnik kann sie das Anwachsen lebender Zellen auf eine Oberfläche entweder fördern oder verhindern. Selbst extreme Eigenschaften wie Superhydrophilie und Superhydrophobie finden eine immer breitere Anwendung. Ersteres kann das Beschlagen (Kondensieren) von Wasserdampf auf einer transparenten Oberfläche wie z.B. einem Brillenglas verhindern („anti-fogging“-Effekt). Letzteres kann für selbstreinigende Oberflächen verwendet werden. In diesem Fall rollen die Wassertröpfchen ab und entfernen dabei Schmutz und Staubpartikel von der Oberfläche.

 

Mariagrazia Troia M. Sc.

Doktorand, Plasmatechnologie

Dieses Bild zeigt Matthias Walker
Dr.-Ing.

Matthias Walker

Verwaltungsleiter IGVP / Leiter, Plasmatechnologie

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