Beschichtungen und Beschichtungstechnologien

Am IGB haben wir chitosanbasierte wasserabweisende Veredelungen entwickelt, um PFAS-Ausrüstungen im Bereich Freizeittextilien zu ersetzen. Die Technologie wurde bereits in größeren Maßstäben umgesetzt und die Beschichtungen sind auch auf andere Materialien, z. B. Pappe und Papier, übertragbar.

Funktionale Anti-Fogging-Beschichtungen mittels Niederdruckplasmaprozessen können dafür eingesetzt werden, einen störenden optischen Eindruck durch Kondensation von Wassertröpfchen zu verhindern. Die Abscheidungen kann dabei sowohl auf Flachsubstraten als auch 3D-Körpern erfolgen.

Das Fraunhofer IGB entwickelt Barriereschichten beispielsweise gegen Gase wie Sauerstoff, Wasserdampf und Chemikalien und kombiniert diese mit Schutzschichten z. B. gegen Korrosion oder Schichten, welche die dehäsiven Eigenschaften fördern.

Fließfähige Füllgüter wie z. B. Lebensmittel oder Körperpflegeprodukte lassen sich in den meisten Fällen nicht vollständig aus ihren Verpackungen entnehmen. Am Fraunhofer IGB entwickeln wir Oberflächenmodifizierungen für Verpackungsmaterialien, die die Anhaftung von Füllgütern verringern.

Am IGB haben wir mittels Plasmatechnik gezielt hydrophile Funktionen in die Oberfläche einer Kontaktlinse eingebaut. Diese bewirken eine bessere Benetzbarkeit und verringern wegen der verstärkten Anlagerung von Wasser an die Grenzfläche die Proteinanlagerung.

Am IGB entwickeln wir Oberflächenbeschichtungen, die aktiv durch Wirkstofffreisetzung oder passiv durch Verminderung der Bakterienadhäsion den Aufbau von Biofilmen unterdrücken, darunter auch Schichtsysteme zur gezielten Freisetzung von Biomolekülen.

Die Besiedelung von Oberflächen mit biologischen Zellen ist wichtig in der Zellkulturtechnik oder für das Einwachsen prothetischer Implantate. Wir entwickeln Strategien zur Biologisierung von Oberflächen und modifizieren Biopolymere wie beispielsweise Heparin, Gelatine, Hyaluronsäure so, dass sie kovalent oder adsorptiv an Kunststoff- oder Metalloberflächen anbinden.

Wir entwickeln Oberflächenmodifizierungen, um die Wundheilung nach Verletzungen der Haut positiv zu beeinflussen. Durch Anbindung von Aminogruppen werden Oberflächen etwa so modifiziert, dass primäre humane Hautzellen besser anhaften und wachsen.

Reibmindernde und chemikalienresistente Ausrüstungen erreichen wir mit Parylenbeschichtungen. Poly(para-Xylylen), kurz Parylen, wird im Vakuum über einen CVD-Prozess erzeugt. Mit Parylen können unterschiedlichste Substratmaterialien beschichtet werden: von Metallen über Kunststoffe und Elastomere bis hin zu Pflanzen, Insekten oder archäologischen Artefakten. Da sich der Prozess sich durch eine hervorragende Spaltgängigkeit auszeichnet, lassen sich ebenso poröse Substrate wie Papier und Membranen beschichten.

Mit unserer Expertise im Bereich Polymere, Oberflächen und Beschichtungstechnologien bieten wir Kunden schnell umsetzbare Lösungen für die Substitution von PFAS. Beispiele sind Hydrophob-Ausrüstung mit Antihaft-Plasma-Polymeren sowie reibmindernde und chemikalienresistente Ausrüstungen (Parylen, Plasmabeschichtungen auf Kohlenwasserstoff-/siliziumorganischer Basis).

Wir entwickeln selektive Beschichtungen für Gassensoren, um verschiedene Gase und Stoffe selektiv nachzuweisen:

• Umweltgase (NO_x, SO₂)
• Flüchtige organische Verbindungen (VOCs)
• Weitere schwer zu messende Molekülen

Die Anwendungsbereiche von Folien für Verpackung oder Oberflächenschutz bringen einen großen Bedarf an maßgeschneiderten Oberflächenausrüstungen mit sich. Hierzu zählen Beschichtungen mit Gaspermeationsbarrieren, aber auch die chemische Ausrüstung der Oberflächen zur Einstellung von Benetzungseigenschaften oder Verklebbarkeit.

• Biochips / Microarrays
• Immustick
• RiFS