Selbstorganisation und Selbstlokalisierung von haftvermittelnden Molekülen auf heterogenen Legierungen

Komplexe Legierungen werden aufgrund ihrer verbesserten mechanischen und korrosionsschützenden Eigenschaften vielseitig eingesetzt. Die mehrphasige Zusammensetzung erzeugt eine heterogene Oberfläche aus verschiedenen intermetallischen Phasen. Applizierte Beschichtungen auf heterogenen Legierungen erfordern starke Adhäsionskräfte zwischen der organischen Schicht und allen vorhandenen Phasen des Substrats. Zur Verstärkung dieser Adhäsionskräfte sind verschiedene Haftvermittler für jede Oberflächenphase notwendig. Die Haftung der organischen Beschichtung auf der Metalloberfläche ist von entscheidender Bedeutung und basiert auf einer definierten Grenzflächenchemie. In der vorliegenden Arbeit wurden zunächst gemusterte Aluminium-Kupfer-Modellsubstrate mittels mikrosphärischer Lithographie und physikalischer Gasphasenabscheidung der jeweiligen Metalle hergestellt. Diese biphasigen Oberflächen wurden dann mit speziellen Cocktaillösungen aus organischen Haftvermittlern behandelt, welche Moleküle mit gleichen Kopfgruppen, jedoch unterschiedlichen Schwanzgruppen beinhalten. Diverse spektroskopische und mikroskopische Methoden wurden zur Analyse der Monolagen angewendet (z. B. PM-IRRAS, Imaging ToF-SIMS, XPS, AR-XPS, EDX, REM, AFM, CFM, statische und dynamische Kontaktwinkelmessungen). Die Ergebnisse zeigen die Möglichkeit der maßgeschneiderten Adhäsionsvermittlung durch Aufbringen von gemischten, selbstorganisierenden Monoschichten auf heterogenen Metallsubstraten auf. Durch die Wahl von geeigneten Cocktaillösungen kann eine Oberflächenbehandlung von Metallsubstraten durchgeführt werden, um in einem einstufigen Verfahren heterogene Legierungen in eine chemisch homogen funktionalisierte Oberfläche zu konvertieren.