Funktion und Stabilität von Polyelektrolyt-Multilayerschichten in Mikrosystemen

• Antragsteller: Professor Dr. Claus-Peter Klages
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 33442432

In der ersten Projektphase wurde gezeigt, dass Polyelektrolyt-Multilayerschichten (PEM) sich in gedeckelten Mikrosystemen durch Layer-by-layer-Deposition abscheiden lassen, dass sie dort die Partikel- und Zelladhäsion (hier von Saccharomyces cerevisiae) wirksam steuern können und sich außerdem hervorragend eignen, weitere funktionale Strukturen (hier ein selbst entwickeltes PAA-g-PEG-Copolymer) zu immobilisieren. Zur Frage, inwieweit PEM den Verschleiß in stark beanspruchten Mikrosystemen mindern können, wurden erste Untersuchungen durchgeführt. Trotz überraschend hoher Stabilität gegen Kavitation konnte im Hochdruckkanal noch keine ausreichende Schutzwirkung erzielt werden; durch nachträgliche Modifikation ausgewählter PEM verbesserte sich der Erosionswiderstand jedoch schon signifikant. Ein Schwerpunkt der zweiten Projektphase liegt daher auf Stabilitätsuntersuchungen und der Erforschung von Maßnahmen zur weiteren Stabilitätsverbesserung. Dies gilt sowohl für Mikrobioreaktoren mit PEM/PEG-Funktionalisierungen zur Steuerung der Zell- bzw. Partikel-Wand-Wechselwirkung als auch für Mikrokomponenten mit Verschleißschutzschichten auf PEM-Basis. Ein weiterer Untersuchungsschwerpunkt ist der Einfluss des Schichtaufbaus des sehr aussichtsreichen neuen Systems PEM/PAA-g-PEG auf seine partikel- und zellabweisende Wirkung. Schließlich sollen auch besondere prozesstechnische Herausforderungen der PEM-Abscheidung in komplexen Mikrosystemen Gegenstand der Arbeiten in dieser Phase sein.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 856: Mikrosysteme für partikuläre Life-Science-Produkte