"Aluminiumwerkstoffe mit nachhaltiger ultrahydrophober Oberflächengestaltung"

Institutionen:
BioLog Biotechnologie und Logistik GmbH, Halle-Queis , Institut für Werkstoffwissenschaft der Technischen Universität Dresden und Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.

Förderer:
Sächsische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (SMWK)

Ansprechpartner:
Dr. Frank Simon

Laufzeit:
01.06.2004-31.12.2006

Abstract:
Zielsetzung des Forschungsvorhabens ist es, die wissenschaftlichen und technologischen Grundlagen für nachhaltig wirkende, langzeitstabile ultrahydrophobe Aluminiumoberflächen zu schaffen. Die Übertragung des ultrahydrophoben Effektes auf metallische Werkstoffe ist bislang aufgrund der mechanischen Instabilität der spezifisch morphologisch im nano- bis mikroskaligen Bereich gestalteten und chemisch funktionalisierten Oberflächen nur unzureichend gelungen. Im beantragten Forschungsvorhaben soll dieses Problem überwunden werden, indem im Sinne der Bionik der Aufbau und die Architektur von Anthropoden (Gliederfüßler) auf Aluminiumoberflächen übertragen wird. Dazu sollen im Zuge eines elektrochemischen Verfahrens zunächst auf diesen Werkstoffen Mikroprofile in vorbedachter Weise erzeugt werden. Danach werden durch anodische Oxidation relativ dicke Oxidschichten erzeugt, in die durch elektrochemisches Legieren die hydrophilen organischen Polymere Chitosan bzw. das synthetische Poly(vinylamin)-Copolymer eingelagert werden. Zur Erzeugung der hydrophoben Eigenschaften werden in einem nachfolgenden Reaktionsschritt hydrophobe niedermolekulare oder polymere Moleküle kovalent angebunden.
Vergleichbar der Architektur von Anthropoden soll zur Erhöhung der Stabilität der Schichten eine gesteuerte Vernetzung der organischen Komponenten vorgenommen werden, die die anorganisch-nichtmetallische Aluminiumoxidkomponente versteift. Auf diese Weise soll ein oberflächenmodifizierendes Kompositmaterial auf dem Aluminiumwerkstoff entstehen, das einerseits hydrophobe Eigenschaften aufweist, hinreichend abriebfest ist und der durch die Dicke der organo-funktionalisierten Schicht einen mechanischen Abtrag in gewissem Umfang toleriert. Schließlich sollen die hergestellten Schichten hinsichtlich ihres Aufbaues charakterisiert und die erreichten Eigenschaften bezüglich ihrer Hydrophobie und ihrer mechanischen Stabilität charakterisiert werden.

Abschlußbericht als pdf-Datei