Oberflächenkappen

Oberflächenkappen sind kappe‑ oder deckenartige Strukturen, die die Oberfläche eines Objekts bedecken. Der Begriff wird in mehreren Fachrichtungen verwendet, darunter Materialwissenschaft, Geologie und Nanotechnik, wobei die genaue Bedeutung kontextspezifisch ist. Typische Eigenschaften sind Dicke, chemische Zusammensetzung und Form der Kappe; ihr Hauptzweck ist oft der Schutz, die Modifikation der Oberflächeneigenschaften oder die Bereitstellung einer funktionalen Oberfläche.

Entstehung und Funktionen: Oberflächenkappen können durch Abscheidung dünner Schichten, Oxidation, Adsorption von Molekülgruppen oder durch mechanische Prozesse entstehen. Sie fungieren als Passivierungsschicht gegen Korrosion, dienen als Barriere für weitere Reaktionen an der Unterlage oder ermöglichen spezielle Funktionen wie Katalyse oder Sensorik, je nach Material und Anwendung.

Beispiele: In der Metallbearbeitung kommt eine Oxidschicht als Schutzkappe zum Einsatz; in der Nanotechnik werden Oberflächenkappen genutzt, um Nanopartikel zu stabilisieren oder zu funktionalisieren; in der Geologie können kappeartige Deckschichten die chemischen Eigenschaften von Mineralpartikeln beeinflussen.

Analyse: Die Dicke, Geometrie und chemische Zusammensetzung von Oberflächenkappen werden mit Rasterelektronenmikroskopie (REM/SEM), Atomkraftmikroskopie (AFM), Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) sowie Ellipsometrie oder TEM bestimmt. Der Begriff variiert zwischen den Fachgebieten; oft spricht man auch von Beschichtungen, Passivierungsschichten oder Kappenstrukturen.