Gezielte Strukturierung SERS-aktiver Filme auf planaren Substraten mittels Inkjet-Technologie
Final Report Abstract
Es konnte der Nachweis erbracht werden, dass es möglich ist SERS aktive Strukturen mittels Inkjettechnologie herzustellen. Das Projekt wurde aus persönlichen Gründen vorzeitig beendet. Aus der Vielzahl an möglichen Tintensystemen wurden verschiedene Systeme ausgewählt und die entsprechenden Tinten selbst hergestellt. Neben Gold-und Silber-Nanopartikeltinten wurden auch s.g. Gold-Seed-Partikel präpariert. Diese, aus einem Goldkern und einem Silbermantel bestehenden Teilchen, werden in der Literatur als besonders SERS aktiv beschrieben und besitzen ein hohes Einsatzpotential für das Projekt. Daneben konnte in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Heinrich Lang (TU Chemnitz) ein dort hergestelltes Silber-Carboxylat für den Inkjetdruck adaptiert werden. Neben dem für die Forschung und Entwicklung speziell entwickelte Dimatix-Printer konnte ein handelsüblicher EPSON Photodrucker aus der Stylus-Serie so modifiziert werden, dass es möglich ist, mit beiden Druckern gezielte Strukturen mit Hilfe der hergestellten Tinten zu verdrucken. Dabei mussten die Systeme an die jeweiligen Tinten angepasst und optimiert werden. Gleichzeitig mussten die jewieligen Softwareeinstellung dahingehend angepasst werden, dass die einzelnen Düsen gezielt anzusteuern sind, um eine definiertes Druckbild zu erzeugen. Mit der im Projekt erarbeiten Methode ist es möglich, verschiedene Oberflächen und Materialien mit Nanopartikel schnell und einfach zu beschichten. Die mittels Drucktechnolgie aufgebrachten Nanopartikeltinten lassen sich im diskreten Bereich mit einem Durchmesser von etwa 100/7m auf das Substrat aufbringen, um diese anschließend mit der SERS-Spektroskople zu untersuchen. Aufwändige und preisintensive Beschichtungsverfahren wie Sputtern oder CVD-Verfahren zum Aufbringen von SERS aktiven Texturen sind daher nicht notwendig. Damit steht eine einfache und sichere Präparationsmethode für eine Vielzahl von Anwendungen im Rahmen von Untersuchungen mittels Raman bzw. SERS- Spektroskopie zur Verfügung. Durch den Zusatz von geeigneten Sondenmolekülen zu den Tinten lassen sich unkomplizierte Verteilungs- und Penetrationsuntersuchungen durchführen.
Publications
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(2007), Application of Raman spectroscopy to the study of printing, 7th Australian Conference on Vibrational Spectroscopy
Engisch, L. and P. Frederick
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(2007), Investigations on high precision deposition of liquids by using inkjet technology. Printing Future Days 2007, Chemnitz
Franz, E., L. Engisch, et al.
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(2008), Application of Raman spectroscopy and infrared synchrotron radtion for digital print analysis, IS&T NIP 2008, Pittsburgh
Engisch, L., J. Örtegren, et al.
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(2008), SERS active texture by direct pattering of gold and silver colloids with ink jet, DF2008: Digitale Fabrication, Pittsburgh
Engisch, L., P. Frederick, et al.
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(2008), Structuring of flexible substrates by the use of an aqueous solution based silver ink, DF2008: Digitale Fabrication, Pittsburgh
Jahn, S., L. Engisch, et al.
