INP entwickelt umweltfreundliche Alternative zu PFAS-basierten Beschichtungen
Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung
und Technologie e.V. (INP) in Greifswald hat eine neuartige Methode zur
Herstellung ultrahydrophober siliziumorganischer Polymerschichten
entwickelt. Diese Schichten sind eine Alternative zu per- und
polyfluorierten Verbindungen (PFAS), die derzeit noch in vielen
Industrieanwendungen und -sparten verwendet werden.
PFAS-Verbindungen werden seit Jahrzehnten zur Veredelung einer Vielzahl
von Produkten genutzt, darunter in der Medizintechnik, der
Halbleiterindustrie und der Textilindustrie. Sie sind außerordentlich
wasserabweisend und bieten daher eine Vielzahl von Vorteilen, zum Beispiel
eine gute Antihaftwirkung und eine hohe Beständigkeit gegen Chemikalien.
Allerdings können sich PFAS-Verbindungen aufgrund ihrer großen Stabilität
in der Umwelt und in Lebewesen anreichern und werden auch als
„Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet. Sie gelten daher als umwelt- und
gesundheitsschädlich und sind in der EU bereits seit 2006 in einigen
Anwendungen verboten.
Die Aufnahme aller per- und polyfluorierten Verbindungen in die weltweit
gültige Verbotsliste der Stockholm-Konvention wird spätestens für 2025
erwartet. Dies stellt zukünftig eine enorme Herausforderung für High-Tech-
Industriebranchen wie u. a. die Medizin- und Halbleitertechnik dar, die
auf diese etablierten ultrahydrophoben Beschichtungen angewiesen sind.
Die jüngst vom INP entwickelte siliziumorganische Polymerschicht basiert
auf Plasmatechnologie und ist eine vielversprechende und umweltfreundliche
Alternative zu PFAS-haltigen Schichten. Sie ist mechanisch und chemisch
stabil, bis zu 200 nm dick und deckend, lagerbar, waschstabil und
reproduzierbar. Die Schichten können auf vielen Materialien, wie Metallen,
Kunststoffen und Halbleitern, aufgebracht werden.
Aufgrund dieser Eigenschaften und der Anwendbarkeit auch auf thermolabilen
Kunststoffen ist die siliziumorganische Polymerschicht optimal für
Veredelungen in der Medizintechnik. So kann sie beispielsweise auch zur
Herstellung oder Oberflächen-Modifizierung von implantierbaren Geräten,
wie Herzschrittmachern oder künstlichen Gelenken, verwendet werden.
Aktuell wird am INP bereits an der Überführung des Niederdruckprozesses
zur Abscheidung der siliziumorganischen Polymerschicht auf einen
Normaldruckprozess gearbeitet. Außerdem werden Konzepte zur Aufskalierung
der Technologie entwickelt.
„Wir sind sehr zufrieden mit den Ergebnissen unserer Forschung“, sagt Dr.
Frank Hempel, Leiter der Forschungsabteilung Plasmaoberflächentechnik am
INP. „Die siliziumorganische Polymerschicht ist eine vielversprechende
Alternative zu PFAS-haltigen Schichten und bietet vielfältige
Möglichkeiten für Anwendungen in verschiedenen Industriebereichen.“
