Präzise Modifizierung von Oberflächen im Mikrometer-Maßstab

Eine neue Plasma­druck­technologie des Leibniz-Instituts für Plasma­forschung und Technologie (INP) ermöglicht die präzise Modifizierung von Oberflächen in extrem kleinem Maßstab. Die INP-Forscherin Dr. Laura Barillas-Mora erhält für die Weiter­entwicklung der im System ein­gesetzten Plasmaquelle eine Innovations­sprint genannte Förderung im Rahmen des Programms DATIpilot des Bundes­ministeriums für Bildung und Forschung (BMBF).

Das neue Plasma­druck­verfahren ermöglicht die Beschichtung von Materialien wie Metall, Polymeren, Fasern und Papier mit hauch­dünnen Schichten ab einer Struktur­größe von nur 40 Mikro­metern, was etwa der Dicke eines menschlichen Haares entspricht. Dabei lassen sich die Eigen­schaften dieser Schichten exakt anpassen, beispiels­weise in Bezug auf ihre Dicke oder chemische Zusammen­setzung. Zusätzlich ermöglicht das neue Plasma­druck­verfahren die Ober­flächenaktivierung, Funktio­nalisierung, chemische Struk­turierung, Fein­reinigung und das Abtragen von Schichten. Dies eröffnet vielfältige Anwendungs­möglichkeiten, unter anderem in der Medizin­technik, bei Biochips, in der Elektronik, Material­entwicklung, Optik, Photonik und bei mikro­elektro­mechanischen Systemen (MEMS).
 
Die am INP entwickelte Technologie bietet zahl­reiche Vorteile. Durch das direkte Auftragen von Schichten ohne den Einsatz von Masken oder Vorlagen wird Zeit gespart und die Produktions­prozesse werden vereinfacht. Dies ist besonders in Bereichen wie der Mikro­fabrikation, Bio­wissenschaft und gedruckten Elektronik von Bedeutung. Darüber hinaus ist die Technologie umwelt­freundlicher, da sie im Vergleich zu herkömmlichen Methoden deutlich weniger Energie und Material verbraucht.

„Unsere Plasma­druck­technologie ermöglicht es, Oberflächen ohne Masken präzise zu bearbeiten. Dadurch können Unternehmen ihre Produktions­prozesse optimieren und gleichzeitig umwelt­freundlicher arbeiten“, erklärt Dr. Laura Barillas-Mora, Forscherin am INP. „Durch die Unterstützung des DATIpilot-Programms erhalten wir die Möglichkeit, die Kern­komponente unserer Technologie – die Mikro­atmosphärendruck-Plasma­quelle, die bereits im Labor erfolgreich getestet wurde – weiter­zuentwickeln und in einen industriellen Prototyp umzusetzen.“
 
 Das am INP geförderte Projekt trägt den Namen „Mikro-APPS: Entwicklung und Transfer einer Mikro-Atmosphären­druck-Plasma­quelle“. Das BMBF stellt hierfür im Rahmen des DATIpilot-Programms eine Förderung namens „Innovationssprint“ zur Verfügung. Mit einem Budget von 150.000 Euro und einer Laufzeit von 18 Monaten kann am INP jetzt der erste industrielle Prototyp gefertigt werden. Zusätzlich stehen weitere Tests und Vali­dierungen der Plasma­quelle an. Laura Barillas-Mora, Projektleiterin am INP, erklärt: "Unser Fokus liegt jetzt auf der Entwicklung eines industrie-kompatiblen Designs, insbesondere im Bereich der Benutzer­oberfläche, der elektronischen Steuerung und der notwenigen Zerti­fizierungen. Wir suchen auch nach Partnern aus der Industrie, um unsere Plasma­quelle und unser Plasma­druck­system in industriellen Umgebungen zu testen und einzusetzen."
 
Für die Vermarktung der Technologie plant Laura Barillas-Mora im Anschluss eine Ausgründung aus dem INP. Unter dem Namen MicroQuasar Technologies soll das Plasma­druck­verfahren zukünftig umweltfreundlichere Produktions­prozesse in einer Vielzahl von Bereichen ermöglichen und die Plasma­quelle über die Oberflächen­behandlung hinaus für andere Anwendungen nutzbar gemacht werden.

INP / LK

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