Funktionelle Beschichtungen

Das Aufbringen von dünnen Schichten ermöglicht eine kontrollierte Verbesserung der Materialeigenschaften. Je nach Anwendung erfüllen die Schichten spezielle Funktionen: Bei tribologisch beanspruchten Bauteilen reduzieren sie den mechanischen Abrieb oder verbessern bei Metallen die Korrosionseigenschaften. Sie dienen der Verbesserung der Haftung von Werkstoffverbunden, haben dekorativen Charakter, erleichtern die Reinhaltung oder können die Oberfläche von Kunststoffen mit einem erhöhten Kratzschutz versehen. Als strukturkonforme, porenarme und transparente Sperrschicht verhindern sie das Durchdringen von Gasen (z.B. in PET-Flaschen) oder schützen empfindliche Güter vor der Diffusion von Lösungsmitteln aus der Wandung von Kunststoffbehältern. In der Halbleitertechnik und Optik übernehmen Beschichtungen Funktionen als Dielektrikum, EMV-Abschirmung oder Antireflexionsschicht. Ein besonderes Interesse gilt den photokatalytischen und keramischen Oberflächen:

Photokatalytische Oberflächen beruhen auf einem Dünnfilm aus einem Übergangsmetalloxid, meist TiO2, der durch Bestrahlung aktiviert wird. In Kombination mit einem natürlich vorhandenen dünnen Wasserfilm werden so z.B. OH-Radikale erzeugt, die dann mit Zellen, Mikroorganismen, Fetten und anderen Flüssigkeiten in Wechselwirkung treten. Solche Oberflächen sind besonders vorteilhaft für Implantate. TiO2 ist als Material für medizinische Implantate zugelassen, so dass der Zulassung eines solchen veredelten Implantats als Medizinprodukt keine großen Hürden entgegenstehen.

Keramische Oberflächen werden häufig in technischen und biomedizinischen Anwendungen eingesetzt. Das bereits etablierte Verfahren des thermischen Plasmaspritzens ermöglicht im Vergleich zu konventionellen Verfahren die Herstellung und Entwicklung einzigartiger Schichten mit komplexem Eigenschaftsportfolio. Die Einzigartigkeit des Verfahrens liegt in den nahezu beliebigen Kombinationsmöglichkeiten und Mischungen von Pulvern (Metalle, Gläser, Keramiken, Polymere, etc.) und der hohen Materialabscheiderate bzw. Schichtdicke. Im biomedizinischen Bereich sind Beschichtungen mit TiO2, CaCO3, Cu, Ag, ZnO und deren Mischungen die Kernkompetenz des INP. Die am INP eingesetzte Anlage ist eine Industrieanlage mit einer gängigen Plasmaquelle. Dies hat den Vorteil, dass die damit entwickelten Schichten und Schichtsysteme ohne Prozessskalierung direkt vom Kunden eingesetzt oder bei etablierten Lohnbeschichtern bestellt werden können.