Substratfläche

Die Substratfläche ist die äußere Fläche eines Substrats, auf der Prozesse wie Adsorption, Reaktion, Beschichtung oder Zelladhäsion stattfinden können. Sie bestimmt Materialeigenschaften im Oberflächenbereich und beeinflusst Reaktionskinetik, Haftung und Stabilität von Beschichtungen sowie Biokompatibilität.

In der Katalyse beeinflusst die Substratfläche die Adsorption und Orientierung von Reaktanten sowie die Verteilung aktiver Zentren. In der Halbleitertechnik und der Oberflächenchemie spielt sie eine zentrale Rolle für das Wachstum von Schichten, die Haftung von Beschichtungen und die Integrität von Bauelementen. In der Biologie wirkt sich die Substratfläche auf Zelladhäsion, Proliferation und Differenzierung aus.

Eigenschaften der Substratfläche werden durch verschiedene Mess- und Charakterisierungsmethoden erfasst. Dazu gehören die spezifische Oberflächenfläche (BET), Oberflächenrauheit (Ra), chemische Zusammensetzung (XPS, AES) und Topographie (AFM, SEM). Die Oberflächenenergie sowie die Benetzbarkeit (Kontaktwinkel) geben Hinweise auf Wechselwirkungen mit Flüssigkeiten und Dispersionssystemen.

Substratflächen lassen sich gezielt modifizieren, um Haftung, Biokompatibilität oder Reaktivität zu steuern. Typische Anwendungen umfassen Silizium-Wafer in der Halbleitertechnik, Katalysatorträger aus Oxiden, sowie biomaterialien- oder Implantatoberflächen, bei denen Oberflächenchemie und Topografie die Leistung beeinflussen. In der Mikrobiologie wird die Substratfläche auch als Faktor für das Wachstum und die Interaktion von Mikroorganismen betrachtet.