Polymerschichten

Polymerschichten sind dünne Filmschichten aus Polymeren, die auf einem Trägersubstrat aufgebracht werden, um Oberflächeneigenschaften oder Funktionen zu steuern. Typische Dicken reichen von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern. Sie kommen in Schutz- und Funktionsbeschichtungen, optischen Beschichtungen, in der Mikroelektronik, als Barrierefolien in der Verpackung sowie in Biomaterialien vor.

Herstellung und Aufbau: Polymerschichten können durch Spinn-, Dip- oder Sprühbeschichtung, durch Langmuir-Blodgett-Technik oder durch Layer-by-Layer-Aufbau dünn gemacht werden. LbL-Methoden entstehen durch abwechselnde Adsorption gegenspolarisierter Polyelektrolyte oder anderer Wechselwirkungen und erlauben präzise Multilayer mit Nanometerauflösung. Polymerblends, Copolymere und oberflächeninitiierte Polymerisation führen zu ein- oder mehrlagigen Strukturen, oft auch als Polymerbrushing bezeichnet, wobei Polymerketten kovalent oder physikalisch an das Substrat gebunden werden.

Eigenschaften: Die Eigenschaften hängen stark von Polymertyp, Molekulargewicht, Glasumwandlungs- bzw. Tg-Temperaturen, Lösungsmitteleinsatz, Feuchtigkeit und Substrat ab. Polymerschichten können optische Transparenz, mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit, Gas- oder Feuchtigkeitsbarriere oder elektrische Dielektrizität beeinflussen. Die Oberflächenenergie, Rauheit und Haftung sind zentrale Parameter für die Integration in Bauteile.

Anwendungen: Schutz- und Anti-Korrosionsbeschichtungen, optische Antireflexbeschichtungen, organische Elektronik (Di- und Transport-Schichten), Barrierefolien in der Lebensmittel- und Medizinverpackung, Biosensoren, Mikrofluidik-Chips und biomedizinische Implantate.