|
Anwendungen für dünnste Schichten auf Oberflächen
Es gibt bereits verschiedene Applikationen von Oberflächen, die mit SAMs modifiziert
wurden. Diese sind zumeist auf wenige, ganz spezielle Bereiche beschränkt und stehen
somit auch keiner breiten Öffentlichkeit zur Verfügung.
Diese Seite soll daher einen Einblick in das Potential und die technische Möglichkeiten
von selbstaggregierenden Monolagen geben. Sie stellt in keinem Fall eine vollständige
Liste der möglichen Applikationen dar.
Benetzung
Die wohl einfachste aber zugleich effektvollste Anwendung ist eine gezielte Änderung der
Benetzbarkeit von Oberflächen gegenüber bestimmten Flüssigkeiten.
Zumeist werden dazu Moleküle mit hydrophoben Anteilen eingesetzt, die die
Wechselwirkungen zwischen Wasser und der Oberfläche drastisch verändern können.
Solche Oberflächen können Wasser (so etwa Luftfeuchtigkeit) nahezu vollständig abweisen
und sind so z.B. beschlagsfrei in feuchter Umgebung. Außerdem sind wasserabweisende
Oberflächen deutlich einfacher zu reinigen und bereiten etwa bei Kalkablagerungen weniger
Probleme.
Seitenanfang
Reaktionen auf Oberflächen
Sind die selbstaggregierten Moleküle so synthetisiert, daß sie reaktive Gruppen tragen,
die zudem noch aus der Oberfläche "herausschauen", lassen sich auf beschichteten
Oberflächen auch Reaktionen durchführen.
Auch in diesem Bereich ist dabei die Chemie der ursprünglichen Oberfläche - also die
metallische Oberfläche - ohne Bedeutung, da diese durch die Beschichtung "maskiert" wurde.
Zudem sind die reaktiven Moleküle stationär gebunden und erlauben so u.a. auch
Austauschreaktionen oder kinetische Messungen mit genau definierter Substanzmenge.
Seitenanfang
Haftvermittlung
Ein sehr gutes Beispiel für eine Reatkion mit beschichteten Oberflächen ist der Einsatz
als Haftvermittler. Dabei werden SAM-Moleküle derart ausgewählt, daß sie mit einer später
auf die beschichtete Oberfläche aufgebrachten Substanz (etwa einem polymeren
Mehrkomponenten-Klebstoff) reagieren können.
So ist die Ausbildung einer sehr stabilen
Bindung zwischen Metalloberfläche und einem Lack oder Klebstoff möglich. Auch wenn dieser
urprünglich keine adhäsiven Wechselwirkungen zur Oberfläche ausbildet.
Seitenanfang
Vernetzung von dünnsten Schichten
Speziell entwickelte Moleküle können in einer monomolekular angeordneten Schicht mit Hilfe
von Elektronenstrahlen zu einem zweidimensionalem Kristall vernetzt werden. Dadurch
entsteht eine außerordentlich stabile Monolage, die sich insbesondere durch eine
erstaunliche Resistenz gegenüber bestimmten Säuren auszeichnet.
(siehe auch Nanostukturen)
Seitenanfang
Nano-Strukturen auf Oberflächen
Mit Hilfe von sehr fein fokussierter Elektronenstrahlen (siehe auch Vernetzung),
der sog. "Elektronenstrahllithographie", können monomolekulare Schichten bis in den
untersten Nanometerbereich vernetzt und anschließend strukturiert werden.
Je nach Art der Schicht tritt nach der Behandlung mit Elektronen ein unterschiedliches
Verhalten gegenüber chemischen Ätzprozessen auf. So erzeugte "Negativ-/ Positivresiste"
oder "Negativ-/ Positivtemplate" zeigen eine Auflösung von wenigen Nanometern.
Darüber hinaus können auch Molekülteile auf der Oberfläche, sog. "funktionelle Gruppen",
selektiv durch die Elektronenstrahllithographie verändert werden, die anschließend ein
ortsaufgelöstes Ankoppeln weiterer Moleküle in dem strukturierten Bereich erlauben.
Damit wird eine "chemische Lithographie" bis zur molekularen Auflösung ermöglicht.
Eine schematische Übersicht über die Möglichkeiten der Nanostrukturierung
können Sie hier als pdf-Datei
herunterladen.
Seitenanfang
|
