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Kompetenzen IMWS

Fraunhofer Allianz Nanotechnologie
 

 Nanotechnologien am Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen

Für unsere Kunden aus der Medizintechnik, der Pharmazie, der Biotechnologie und der Kunststoffverarbeitung entwickeln wir Oberflächenmodifizierungs- und Beschichtungsverfahren zur Erzeugung von biofunktionalen Oberflächen. Wir bewerten die mechanischen, morphologischen und chemischen Eigenschaften von biologischen und biomedizinischen Materialien und verwenden Nanotechnologien zu deren Funktionalisierung. Anwendungen sind beispielsweise Implantate mit einer höheren Biokompatibilität, verbesserte Produkte für Kosmetik, Mund- und Zahnpflege und Materialien, die gegen unerwünschten Bewuchs durch Organismen geschützt sind.

Der Gecko als Vorbild

Der Lotuseffekt lässt Wasser rückstandslos vom Blatt abperlen und schützt Pflanzen vor Schmutz. Feinste Härchen und Lamellen an den Füßen lassen Geckos kopfüber an glatten Oberflächen haften. Solche Meisterleistungen der Natur wollen die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS gemeinsam mit Partnern aus der Industrie zum Vorbild nehmen: Sie entwickeln ein Verfahren, mit dem sich die Oberflächen von Kunststoffen passgenau modifizieren lassen, um neue Materialeigenschaften zu ermöglichen.

Ursache für den Lotuseffekt oder das Geckophänomen ist die Kombination aus einer speziellen chemischen Zusammensetzung des Materials und einer besonderen Struktur der Materialoberfläche im Mikro- und Nanometerbereich.


Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines nanostrukturierten Kunststoffes - © Foto Fraunhofer IMWS
© Foto Fraunhofer IMWS: Rasterelektronen-mikroskopaufnahme eines nanostrukturierten Kunststoffes

Mitarbeiter des Fraunhofer IMWS haben eine bereits patentierte Technologie entwickelt, die genau bei dieser Kombination ansetzt. "So können wir Polymere mit der gewünschten Strukturierung der Oberfläche im Mikro- und im Nanometerbereich erzeugen und Eigenschaften wie beispielsweise das Benetzungsverhalten oder die optische Reflexion des Kunststoffs optimieren. Das bietet viele Anwendungsmöglichkeiten in der Verpackungsindustrie  und Biotechnologie, perspektivisch auch in der Medizintechnik und in der optischen Industrie", sagt Prof. Dr. Andreas Heilmann, Leiter des Projekts am Fraunhofer IMWS.

Die Fraunhofer-Forscher entwickeln und nutzen Formwerkzeuge (Prägestempel), die den Kunststoffen dann in einer Heißprägeanlage die gewünschte Oberflächenstruktur "verpassen". Im Verbundvorhaben "Kombinierte Mikro- und Nanostrukturierung von Kunststoffen (KoMiNaKu)" sollen die bisherigen Forschungsergebnisse gemeinsam mit fünf Unternehmen aus dem mitteldeutschen Chemiedreieck Halle-Bitterfeld-Merseburg in eine industrienahe Technologie übertragen werden.

   

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