Funktionale Oberflächen und Materialien

Für die Oberflächen vieler Werkstoffe, z. B. industrieller Bauteile oder technischer Textilien, sind häufig andere Eigenschaften erwünscht, als sie das Material im Volumen besitzt. Durch die Entkopplung von Volumen- und Oberflächeneigenschaften von Materialien durch Grenzflächenverfahrenstechnik, beispielsweise in Form maßgeschneiderter Beschichtungen, die ihrerseits verfahrenstechnisch auf Ressourceneffizienz ausgelegt sind, ergeben sich neue Wahlmöglichkeiten für die Basismaterialien von Werkstücken und damit auch für neue Produkte auf Basis einer nachhaltigen Rohstoffauswahl.

Ein Großteil von Produktinnovationen basiert auf der Entwicklung neuer Materialien oder neuer Materialeigenschaften. Am Fraunhofer IGB entwickeln wir funktionale Oberflächen und Materialien in Hinblick auf konkrete Anwendungen. Dazu entkoppeln wir die Eigenschaften, die das Material im Volumen besitzt, von denen seiner Oberfläche – durch Grenzflächenverfahrenstechnik oder Nanotechnologie. Mit maßgeschneiderten Beschichtungen, die ihrerseits verfahrenstechnisch auf Ressourceneffizienz getrimmt sind, ergeben sich neue Wahlmöglichkeiten für die Basismaterialien von Werkstücken und damit für neue Produkte.

Beschichtungen, Funktionalisierungen, Strukturierung

Einige wichtige Eigenschaften von Werkstoffen hängen nur von der Chemie und Topografie ihrer Oberfläche ab. Dazu gehören unter anderem Benetzbarkeit, Verklebbarkeit, Adhäsionseigenschaften oder tribologische Eigenschaften. Durch geeignete Oberflächenmodifizierungen ist es möglich, Werkstoffe mit neuem Eigenschaftsprofil zu erhalten und damit neue Anwendungen zu erschließen. Schutzschichten, z. B. gegen Korrosion oder Verkratzen, und Barriereschichten, etwa als Sperrschicht für Sauerstoff oder Wasserdampf, verlängern die Haltbarkeit von Materialien oder empfindlichen Packungsinhalten.  

Oberflächen von Kunststoffen, Keramiken oder Metallen verleihen wir neue Eigenschaften, indem wir dünne Schichten auftragen oder definierte Funktionen an Oberflächen erzeugen. Hierzu setzen wir Gasphasenprozesse (CVD, PVD, PECVD), nasschemische Verfahren oder kombinierte Verfahren ein. Für offenporige polymere Schäume mit funktionellen Gruppen haben wir eine einstufige Synthesestrategie entwickelt.

 

Referenzprojekte

 

Weiterführende Information zum Thema

 

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