Ionengestützte Verfahren zur Herstellung photokatalytischer Schichten
Oberflächenveredelungen mit photokatalytischen Schichten finden zunehmend Anwendung in Bereichen des täglichen Lebens, wie beispielsweise bei Mobiltelefonen, Geldautomaten, Autofenstern, Wasserspendern und Türgriffen. Aber gerade auch in der Medizin- und Biotechnik sorgen sie für eine Reduktion der Keimbildung und wirken ohne den Einsatz chemischer Desinfektionsmittel. Solche photokatalytische Schichten lassen sich effizient mittels ionengestützter Verfahren herstellen.
Die selbstdesinfizierende und selbstreinigende Wirkung dieser Schichten beruht auf der chemischen Zersetzung organischer Materialien durch Oxidation. Um diesen Mineralisierungsprozess zu charakterisieren, wurde am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ein Messverfahren weiterentwickelt, das eine zuverlässige quantitative Bestimmung der Oxidationswirkung ermöglicht.Für die Herstellung hochwirksamer Schichten untersucht das LZH im Rahmen des BMBF-Verbundprojekts „Photokatalytische Oberflächenveredelungen für die Medizin, Fertigungstechnik und Konsumgüter“ (PhotoKat) verschiedene plasma- und ionengestützte Prozesse sowie Vorbehandlungsverfahren zur Herstellung dieser Schichten. Dabei wird der Einfluss der Beschichtungsparameter auf die optischen Schichteigenschaften, wie bspw. die Homogenität, die Reproduzierbarkeit der Schichteigenschaften und -dicken, die Schichtdickenverteilung und die Stabilität der Verdampfungsrate bestimmt.
Entscheidend für die photokatalytische Aktivität ist die Kristallstruktur des verwendeten Stoffes. Im Fall von Titanoxid steht die optimale Kristall-modifikation fest. Die bislang erzielten Forschungsergebnisse konnten bereits in ionengestützten Modellverfahren (mit DC-Entladungsquellen bei angepassten Beschichtungsparametern) zur Beschichtung von Brillengläsern und Präzisionswaagen erfolgreich eingesetzt werden. Die Beschichtung weiterer Demonstratoren aus der Labortechnik und dem Hygienebereich befindet sich gegenwärtig in der Vorbereitung.
Redouan Boughaled
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