Interdisziplinäres Kolloquium: Biopolymere als Trägermaterial für dünn abgeschiedene a-C:H-Schichten – eine Variation der Oberflächenkomposition

Diese Veranstaltung ist Teil des IPZ-Jubiläums. Eine Übersicht über alle Jubiläums-Angebote finden Sie hier.

Biobasierte und biologisch abbaubare Polymere sind ein wichtiger Rohstoff, der herkömmliche Polymere in industriellen Anwendungen ersetzen kann, nachhaltiger ist und die Abfallwirtschaft verbessert. Die mechanischen Eigenschaften der Oberfläche von Polymeren können durch geeignete Modifikationen erheblich verbessert werden, wobei die grundlegenden Materialeigenschaften erhalten bleiben. Dadurch können industrielle Anwendungen in Bereichen wie Adhäsion von Bakterien, die Verbesserung der Barriereeigenschaften oder die Trennung von Zersetzungsprodukten realisiert werden. Bereits genutzt werden in diesem Gebiet dünne amorphe, hydrierte Kohlenstoffschichten (a-C:H), die durch Niedertemperatur Radiofrequenz-Plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung (RF-PECVD) unter Verwendung von C2H2 als Precursorgas hergestellt werden. Die Eigenschaften dieser a-C:H-Schichten hängen im Wesentlichen von den Bindungsarten der Kohlenstoffatome und deren Verhältnis zum Wasserstoffgehalt ab. Durch Variation dieses Verhältnisses kann eine für eine bestimmte Anwendung maßgeschneiderte Schicht entwickelt werden. Dies wird Anhand eines Beispiels beleuchtet. Dazu wird auf das Biopolymer Polymilchsäuren (PLA), welches als 50 μm dicke Folie vorliegt, eine 100 nm dicke a-C:H Schicht aufgebracht. Die Bindungsverhältnisse werden durch eine sich ändernde geometrische Anordnung variiert. Anschließend werden Analysemethoden vorgestellt. Die resultierende Benetzbarkeit und die freie Oberflächenenergie wurden durch Kontaktwinkelbeobachtungen und die Veränderung der Wasserdurchlässigkeit durch Messungen der Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) geprüft. Die chemische Zusammensetzung der oberen a-C:H-Oberfläche wurde mittels hochauflösender Synchrotron-XPS und NEXAFS-Technik bestimmt und mit den oben genannten Techniken korreliert.

Das Interdisziplinäre Kolloquium bietet (Nachwuchs-)Wissenschaftler*innen des Campus Koblenz die Möglichkeit, sich selbst und ihre Forschungsprojekte einer breiten Hochschulöffentlichkeit vorzustellen und dabei ins Gespräch zu kommen, sich kennenzulernen und auszutauschen. Die wissenschaftlichen Themen der Vorträge sollen in verständlicher Weise aufbereitet und disziplinübergreifend zugänglich gemacht werden, um hierdurch die Wissenschaftskultur am Campus mitzuprägen.