ISBN 978-3-8439-4241-6

978-3-8439-4241-6, Reihe Mikrosystemtechnik

David Schwärzle
Untersuchung der Verwendung von photoreaktiven Copolymeren zur Herstellung von 3D Mikrostrukturen und Multischichtsystemen

188 Seiten, Dissertation Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau (2019), Softcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

Die Funktionalität eines Bauteils wird neben den Materialeigenschaften auch durch dessen Strukturierung bestimmt. In der vorliegenden Arbeit werden Mikrostrukturen mittels Zweiphotonenvernetzung hergestellt. Dies ist eine neue Methode zur Herstellung polymerer Strukturen im Nano- und Mikrometerbereich. Laserinduziert werden photoreaktive Einheiten in dem verwendeten Copolymer angeregt, wodurch diese kovalente Bindungen ausbilden und so ein unlösliches Netzwerk gebildet wird. Hierbei wurde ein neues für die Zweiphotonenabsorption optimiertes photoreaktives Copolymer entwickelt. Mit diesem ist es möglich die Zweiphotonenvernetzung in sehr guter Qualität durchzuführen. Da die Polymerisation von der Mikrostrukturierung getrennt ist, sind in den mittels Zweiphotonenvernetzung hergestellten Strukturen keine potentiell toxischen Monomere enthalten. Dadurch eignet sich diese Methode insbesondere für Gerüststrukturen für Zellversuche im Life-Science-Bereich. Außerdem konnte gezeigt werden, dass es mit der Zweiphotonenvernetzung möglich ist Multimaterialmikrostrukturen, Hydrogelstrukturen im gequollenen Zustand und Strukturen aus Nanokompositen herzustellen.

Neben der Herstellung von 3D Mikrostrukturen wird in der vorliegenden Arbeit auch die Herstellung polymerer Multischichtsysteme untersucht. Dabei erfolgt die Charakterisierung insbesondere im Hinblick auf die zwischen einzelnen Schichten auftretende Grenzflächenbreite. Es zeigt sich, dass durch die Verwendung photovernetzbarer Copolymere und die hierdurch mögliche Netzwerkbildung, polymere Multischichtsysteme mit sehr engen Grenzflächenbreiten auch für Polymere mit sehr ähnlichen Löslichkeiten erhalten werden. Dies ist für den Erhalt der Materialeigenschaften in einer jeden Schicht eines Multischichtsystems wichtig, weshalb diese Methode ein hohes Potenital für die Herstellung funktionaler Multischichtsysteme darstellt.