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Nanotechnologie

Lösung für ultradünne Polyethylen-Filme

30.06.2008 | Redakteur: Manja Wühr

Von der wässrigen Dispersionen zum ultradünnen PE-Film – ein Schema von Prof. Mecking
Von der wässrigen Dispersionen zum ultradünnen PE-Film – ein Schema von Prof. Mecking

Ein Forscherteam um Stefan Mecking von der Universität Konstanz hat nun eine neue Methode entwickelt, um ultradünne Polymer-Filme herzustellen. Solche hauchfeinen Filme sind für Schutzbeschichtung von großem Interesse.

Die konventionelle Methode basiert auf organischen Lösungsmitteln. Hierfür sind meist hohe Temperaturen nötig. Das neue Verfahren läuft bei Raumtemperatur ab und kommt ohne organische Lösungsmittel aus. Durch die katalytische Polymerisation von Ethylen an Nickel-Komplexen erhalten die Forscher wässrige Dispersionen kristalliner Polymerteilchen. Es handelt sich dabei um einzelne, getrennt vorliegende Einkristalle aus einer kristallinen Lamelle von etwa 25 x 6 nm, die von einer 1 nm dicken amorphen (nichtkristallinen) Schicht umgeben ist. Amorphe Bereiche auf der Oberfläche sind eine typische Erscheinung bei Polymer-Kristallen. Tröpfchen dieser wässrigen Dispersion werden auf Glasträger gegeben und bei 2000 Umdrehungen pro Minute geschleudert (Schleuderbeschichtung). Überschüssige Flüssigkeit wird dabei weggeschleudert, übrig bleibt ein hauchfeiner gleichmäßiger Film von 50 nm Dicke. Das Geheimnis der Methode sind die amorphen Bereiche um die Einkriställchen in Kombination mit der geringen Größe der Kristalle. Obwohl die amorphen Bereiche nur einen geringen Volumenanteil der Partikel ausmachen, wechselwirken sie sehr intensiv miteinander und halten so die einzelnen Partikel als Film fest zusammen.

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