Oberflächenfilm

Ein Oberflächenfilm ist eine dünne Schicht, die eine Oberfläche oder Grenzfläche zwischen zwei Phasen bedeckt. Typisch reicht die Dicke von wenigen Atomlagen bis zu Mikrometern. Oberflächenfilme können organisch oder anorganisch sein und entstehen durch Adsorption von Molekülen aus einer Umgebung (Lösung, Gas), durch Selbstorganisation, durch Abscheidung aus Schmelzen oder Lösung oder durch chemische Reaktionen an der Oberfläche. Sie können monolayer oder mehrschichtig sein und bestehen aus Proteinen, Lipiden, Polymerschichten, Oxiden oder Metallen. Die physikalischen Eigenschaften eines Oberflächenfilms bestimmen Benetzungsverhalten, Adhäsion, optische und elektrische Eigenschaften sowie chemische Stabilität der Oberfläche.

Die Erfassung erfolgt durch Oberflächenanalyse: Ellipsometrie, Röntgen- oder Neutronenspiegelung, AFM/TEM, Spektroskopien (UV-Vis, XPS) sowie Quarz-Kristall-Mikrowaage (QCM). Typische Anwendungen finden sich in der Korrosionsschutzbeschichtung, der Optik (Antireflexions- oder Schutzschichten), der Mikroelektronik, Sensorik und der Biomedizin, wo Oberflächenfilme zur Kontrolle der Biokompatibilität, Funktionalität oder Oberflächenreaktionen eingesetzt werden.

Beispiele reichen von organischen Monolagen auf Silizium bis zu Proteinfeldern oder Lipidfilmschichten an Zellmembranen. Umweltaspekte umfassen Filmschichten von Öl oder organischen Substanzen auf Wasser, die Grenzflächenprozesse beeinflussen.

Der Begriff wird in Materialwissenschaft, Oberflächenchemie und Physik genutzt und betont Struktur, Stabilität und Funktion der Schicht an der Grenzfläche.