Ein universeller Ansatz zur Erzeugung nichtbenetzbarer Oberflächen durch UV-Pfropfung von PDMS mit verschiedenen funktionellen Gruppen zur Bildung flüssigkeitsinfiltrierter Oberflächen auf festen Substraten.

• Antragsteller: Dr. Alexander Tesler
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Beschichtungs- und Oberflächentechnik ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 540989797

Trotz jahrhundertelanger Bemühungen stellen nässebedingte Phänomene die moderne Gesellschaft in Bezug auf Ökologie, Biodiversität und Sicherheit immer noch vor große Herausforderungen. Auf der einen Seite ist die Benetzung für das Leben auf der Erde verantwortlich, auf der anderen Seite verschlechtert sie die gewünschte Funktionalität von Materialien, was zu schweren Verlusten an BIP und Menschenleben führt und die Umwelt in Form einer erhöhten Verschmutzung negativ beeinflusst. Dennoch kann die Menschheit wasserbasierte Ressourcen nutzen, um beispielsweise den Bedarf an nachhaltiger und zuverlässiger Energie zu decken, indem sie die ständige Bewegung des Ozeans nutzt. Dennoch wird dieses Potenzial nicht ausreichend ausgeschöpft, da die aquatische Umwelt aufgrund (i) des Vorhandenseins von Ionen wie Chlor, Schwefel und Brom, die eine verstärkte Korrosion von Materialien verursachen, und (ii) der Ansammlung von Wasserorganismen, die die normale Funktionalität beeinträchtigen, äußerst herausfordernd ist von Geräten. Anti-Biofouling-Beschichtungen, die aus bioziden Verbindungen bestehen, wurden 2008 verboten. Heutzutage wirken ungiftige Antifouling-Beschichtungen, um die Anhaftung von Organismen zu hemmen und die Fouling-Freisetzung (FR) zu verbessern, ohne dass chemische Reaktionen oder giftige Chemikalien unbedingt erforderlich sind. Kürzlich haben wir eine einfache Methode entwickelt, um praktisch jede feste Oberfläche mit einer silikonbasierten, flüssigkeitsinfundierten, glatten (LISS) Beschichtung zu verpflanzen, ohne dass Vor- oder Nachveredelungsverfahren erforderlich sind. Der Ansatz verwendet ausschließlich Polydimethylsiloxan (PDMS), das speziell durch UVA-Licht aktiviert wird. PDMS ist ein biokompatibles Material, das in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet wird, darunter in den Bereichen Lebensmittel, Marine und Biomedizin. Hier schlagen wir vor, die LISS-Technologie weiter auszubauen, indem funktionelle Gruppen wie fluorierte und PEGilierte Blöcke sowie photokatalytische TiO2NPs in PDMS eingeführt werden, um die Biofouling-Beständigkeit weiter zu erhöhen, aber die Oberflächenbenetzbarkeit zu verringern und die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass die LISS-Technologie genauso leistungsfähig ist wie SLIPS auf dem neuesten Stand der Technik, während sie aus technologischer Sicht vereinfacht und bereit ist, in reale Anwendungen implementiert zu werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen