Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik

Das Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik beschäftigt sich seit seiner Gründung mit der Erforschung von funktionellen Schichten für den Einsatz in der Gassensorik. Dieser Forschungsbereich wird insbesondere durch die Tatsache gefördert, dass es in der näheren Region eine Konzentration von Unternehmen gibt, die sich auf die Entwicklung und Fertigung von Gassensoren und Gasanalysesystemen spezialisiert haben. Das IfOD positioniert sich in diesem Umfeld als wissenschaftlicher Begleiter von Innovationen auf diesem Gebiet.

Das Hauptaugenmerk in diesem Forschungsbereich liegt auf der Erhöhung von Sensitivitäten, der Verminderung von Querempfindlichkeiten oder der Verbesserung des Ansprechverhaltens der Sensoren. Dazu werden Metalloxid-Schichten verwendet, die z. B. in ihrer Morphologie (Porosität) oder durch eine Nanodotierung gezielt verändert werden. Außerdem finden Nanostrukturen wie z. B. Kohlenstoff-Nanoröhrchen (kurz CNT) Einsatz, die mit Nanokatalysatoren beschichtet werden. Als Ergebnis dieser Forschungen werden elektrisch oder auch optisch betriebene Funktionsmuster bzw. Prototypen von gasspezifischen Sensoren entwickelt.

Aufgrund der ähnlichen Wirkprinzipien finden die zur Erforschung von gassensitiven Oberflächen verwendeten Materialien und Technologien auch Anwendung im Bereich der Brennstoffzellenforschung. Hier stehen Polymer-Elektrolyt-Membranen und Membran-Elektroden-Einheiten (membran electrode assembly, kurz MEA) im Zentrum unserer Arbeiten.

Medizintechnisch interessante Materialien sind seit 2008 zunehmend Forschungsgegenstand am IfOD geworden. Dabei verbinden wir unsere materialwissenschaftliche Kompetenzen mit dem wachsenden Innovationsdrang der insbesondere regional stark vertretenden medizintechnischen Unternehmen.

Im näheren Interesse stehen modifizierte diamantähnliche Kohlenstoffschichten (diamond like carbon, kurz DLC) als biokompatible, antibakterielle oder medikative Oberflächen für Implantate, die Verwendung von oberflächenveredelten keramischen und polymeren Werkstoffen für medizinische Geräteentwicklung und neuartige Oberflächen für minimalinvasive medizinische Instrumente. Außerdem beschäftigen wir uns im Bereich der regenerativen Medizin mit nanodotierten Oberflächen, um spezielle Oberflächeneigenschften abbilden zu können.

Unter neuen Materialien verstehen wir Werkstoffe, die aufgrund einer gezielten Veränderung ihrer atomaren oder molekularen Struktur oder durch die Kombination / den Verbund mehrerer konventioneller Materialien innovative neue Eigenschaften aufweisen. Durch die Erforschung dieser Materialien und deren Herstellungstechnologien werden neuartige Produkte bzw. Produkte mit signifikant verbesseren Eigenschaften entwickelt.

Beispiele hierfür sind die diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (diamond like carbon, kurz DLC) oder die Kohlenstoff-Nanoröhrchen (carbon nanotubes, kurz CNT). Wir erforschen der Herstellung und gezielte Modifikation dieser Werkstoffe, um sie z. B. in der Gassensorik oder der Medizintechnik einsetzen zu können.

Ein weiterer Fokus liegt auf der Verbesserung von Oberflächeneigenschaften (z. B. Härte, Antihafteigenschaft, Reib- und Gleiteigenschaften), welche wir durch den Einsatz von metallischen, keramischen oder polymeren Nano- und Mikroschichten gezielt einstellen. Dadurch wird das Feld der Nanotechnologien immer stärker in neue Produkte integriert, was neben den verbesserten Anwendungseigenschaften auch zielführend im Bereich der Energie- und Ressourceneffizienz ist.