Funktionale Oberflächen und Schichten

Neue Eigenschaften für Werkstoffe

Die Funktionalisierung von Oberflächen und Schichten, also ihre Ausrichtung auf bestimmte Funktionen hin, verhilft traditionellen Werkstoffen zu neuen und besseren Eigenschaften. Die Photonik bietet hier vielfältige Möglichkeiten – sowohl in der Anwendung bei Oberflächen mit maßgeschneiderten photonischen Eigenschaften als auch als flexibles Werkzeug für die Oberflächenfunktionalisierung selbst.

Die Basis der Photonik

Bei der Funktionalisierung werden Materialien mit vollkommen neuen, besseren und/oder zusätzlichen Eigenschaften erzeugt. Hier sind Werkzeuge nötig, die so präzise arbeiten, dass sie im Nanometerbereich eingesetzt werden können. Die Photonik liefert dafür maßgeschneiderte Lösungen – wie die flexible, berührungslose und verschleißfreie Strukturierung mit Ultrakurzpulslasern oder ressourcenschonende, plasmabasierte Hybridprozesse für die Beschichtung. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert mit der Maßnahme „Die Basis der Photonik: Funktionale Oberflächen und Schichten“ Verbundprojekte, die auf diesem Gebiet forschen.

Von Autos bis zu Implantaten einsetzbar

Die Einsatzmöglichkeiten von funktionalen Oberflächen und Schichten sind vielfältig: In der Automobilindustrie kommen sie als Korrosionsschutzschichten zum Einsatz. Sie liefern Sicherheitsmerkmale zum Schutz vor Produktfälschungen. In der Messtechnik und Sensorik ermöglichen sie eine Produktion, die stückzahlfähig ist und Ressourcen schont. Dank ihrer besonderen Materialeigenschaften lassen sich Verfahren zur Werkstoffprüfung, Prozessüberwachung und Qualitätssicherung direkt in den Produktionsprozess integrieren. Strahlquellen, Optiken und Materialien werden durch gezielte Funktionalisierung leistungsfähiger und robuster. Mit diesen innovativer Beschichtungsverfahren können beispielsweise LEDs kostengünstiger und effizienter produziert werden. In der Medizintechnik führt die Funktionalisierung von Oberflächen und Schichten zu Materialien, die antibakteriell beschichtet sind und über die sich Wirkstoffe gezielt freisetzen lassen. So senken die neuen Materialeigenschaften u.a. bei Implantaten das Infektionsrisiko. Die Materialien werden auch bei Stents, Kathetern und im Rahmen regenerativer Therapien verwendet.