Oberflächenmodifikation

Die Grundlagenforschung zur Oberflächenmodifikation von Polymeren und unterschiedlichen Metallen bei Atmosphärendruck ist fester Bestandteil der Forschung am IOT. In der Industrie wird heutzutage verstärkt auf dielektrische Barrierenentladungen (DBD, engl. dielectric barrier discharge) bei Atmosphärendruck zurückgegriffen, um funktionelle Gruppen in Folienoberflächen einzubauen und so eine bessere Haftung von Klebstoffen oder anderen Schichtsystemen zu erhalten. Häufig verwendete Gase sind synthetische Luft oder Stickstoff. Deshalb werden innerhalb des IOT grundlegende Mechanismen des Stickstoff- bzw. Sauerstoffeinbaus in Folien untersucht. Dies ist wichtig, da vor allem der Stickstoffeinbau über Atmosphärendruckplasmen bis heute nicht vollständig verstanden ist. Insbesondere im Afterglow der Plasmen kann über die Lebensdauer aktiver Spezies analysiert werden, welche Spezies für den Einbau von Stickstoff relevant sind. Die am IOT vorhandene, ortsaufgelöste Analytik in Kombination mit dem Finite-Elemente-Programm COMSOL ist hier von hoher Wichtigkeit. Zurzeit wird der Stickstoffeinbau unter anderem über Mikroentladungen, sogenannte Monofilamente, tiefergehend untersucht. Dies bietet den Vorteil, dass lediglich ein einzelnes Filament für die Erzeugung aktiver Spezies vorhanden ist und so grundlegende Mechanismen von DBDs erörtert werden können. Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IST werden Aspekte der Grundlagenforschung mit anwendungsrelevanten Aspekten der Nutzung von Atmosphärendruck-Plasmaverfahren verknüpft.

Neben der Behandlung von Polymeren wird die Grundlagenforschung zur Oberflächenmodifikation von Metallen vorangetrieben. Hier wurden zuletzt ZMA-Bleche (ZMA für Zink-Magnesium-Aluminium), die für die Automobil-Industrie relevant sind, mittels Atmosphärendruck-Plasma behandelt und Effekte auf die Oberflächenzusammensetzung bzw. das Oxidwachstum analysiert. Weiterhin werden die Oxidationsmechanismen von Sauerstoff-Plasmen auf Aluminiumoberflächen näher untersucht.

Wichtige Kooperationspartner sind unter anderem das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie in Greifswald, Institute der TU Braunschweig (IFS, IPC, IMT etc.) und das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, HZI.