ISBN 978-3-8439-4594-3

978-3-8439-4594-3, Reihe Mikrosystemtechnik

Stefan Müllers
Künstliche Haarige Oberflächen - Entwicklung und Strukturierung neuartiger superhydrophober polymerbasierter Metamaterialien

252 Seiten, Dissertation Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau (2020), Softcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

Metamaterialien ermöglichen es, Eigenschaften zu generieren, die durch den bloßen Einsatz des Grundmaterials nicht erreichbar wären. Gerade zur Erzeugung spezifischer und neuartiger Eigenschaften verlangt die Gestaltung von Metamaterialien ein gezielt eingestelltes Verhältnis unterschiedlicher Materialparameter. Ein bekanntes Beispiel hierfür stellen superhydrophobe Materialien dar. Die Generierung superhydrophober Eigenschaften von Oberflächen verlangt ein enges Zusammenspiel zwischen der Oberflächenchemie des Grundmaterials und einer hochrauhen Struktur im Bereich von wenigen hundert Nanometern bis hin zu einigen wenigen Mikrometer.

In dieser Arbeit wurden Template-basierte Prozesse entwickelt, die die Strukturierung von Polymeroberflächen mit Nano- und Mikrohaaren erlauben und somit die Herstellung neuer Metamaterialien ermöglichen. Durch diesen besonderen Strukturtyp der Nanohaare konnten erfolgreich superhydrophobe Oberflächen dargestellt werden. Erarbeitete theoretische Modelle tragen hierbei zu einem umfassenden Verständnis der Benetzung haariger Strukturen bei. Zudem konnte durch innovative Ansätze die mechanische Stabilität der haarigen Oberflächen deutlich verbessert werden, sowie eine Übertragbarkeit des Strukturierungsprozesses auf eine breite Auswahl von Polymeren.