Mit einem Laser übertragene PVD-Schichten zeigen außergewöhnliche „Nano-Effekte“, Teil 2
In den letzten Monaten haben wir uns intensiv mit der Erforschung neuer Schichteigenschaften beschäftigt, die durch unsere innovative Laser-induzierte PVD-Beschichtungstechnologie ARA-LT® ermöglicht werden. Wir freuen uns darauf, Ihnen nun die spannenden Ergebnisse unserer Forschung vorzustellen.
Teil 2: Permanente katalytische Aktivität und ein „Kapillar-Effekt ohne Kapillare“ von „aufgelaserten“, porösen Silizium-Schichten
Wieder ausgehend von ein- und derselben Silizium-Laserfolie, können mittels Laser-induziertem Transfer Siliziumschichten auf Produktoberflächen erzeugt werden, die permanent katalytisch wirksam sind. Dies lässt sich z. B. mit Methylenblau nachweisen, das sich unmittelbar nach dem Aufbringen entfärbt – und dies vielfach hintereinander.
Ein weiterer Effekt, der auf den porösen „Silizium-Laserschichten“ induziert werden kann, ist die spontane Entstehung vieler Bläschen, nachdem die Siliziumschichten mit destilliertem Wasser benetzt werden: diese Bläschen entstehen sofort nach dem Kontakt mit Wasser, werden größer und verschwinden wieder. Das Foto „Blistering“ veranschaulicht diesen nahezu beliebig oft wiederholbaren Vorgang, der auch in völliger Dunkelheit abläuft. Da außer Silizium und destilliertem Wasser kein anderes Material involviert ist und die Raumtemperatur unverändert bleibt (sogar noch etwas sinkt), muss davon ausgegangen werden, dass sich an der Siliziumoberfläche Wasser zersetzt in Wasserstoff und Sauerstoff. Ein Beweis dafür steht allerdings noch aus.
Stellt man die Laserparameter für den Silizium-Schichtübertrag wieder etwas anders ein, dann lässt sich entweder eine superhydrophile Oberfläche generieren oder eine äußerst „saugfähige“ Silizium-Schicht – oder beides zusammen: Im nachfolgenden Foto wurde eine sehr dünne, nur wenige Nanometer dicke und deswegen nahezu transparente Silizium-Schicht mit Wasser beaufschlagt. Das Wasser benetzt die Schicht-Oberfläche vollständig (der weiße Balken in den Fotos ist die Deckenbeleuchtung, die sich in den Objektträgern spiegelt).
Im Gegensatz dazu kann die Silizium-Schicht aber auch so dick und porös aufgebracht werden, dass kein Wasserfilm entsteht, sondern das Wasser schnell in die Schicht einsickert und sich unter der Schicht-Oberfläche lateral ausbreitet. Eine Momentaufnahme dazu ist im Foto unten zu sehen: Nachdem rechts auf der rechteckförmig aufgebrachten Silizium-Schicht ein Wassertropfen aufgebracht wurde, spreitet er sich sofort auf, sickert in die Schicht ein und breitet sich nach links aus, wie an dem konvex geformten, dunklen Bereich zu erkennen ist. Besonders spannend daran ist auch, dass auf diese Weise Wasser dazu gebracht werden kann, oberhalb der Silizium-Schicht bergauf zu fließen, wie es in einem kurzen Film schon einmal auf LinkedIn gezeigt wurde. Auch dünne „Leitungsbahnen“ lassen sich natürlich gut auf diese Weise generieren. REM-Aufnahmen dieser Schicht zeigen ein periodisches Muster, das aus Kreisen besteht (Laserspots), die „umrahmt“ sind von nadelartigen Strukturen.
Bitte melden Sie sich für Fragen gerne bei uns, wenn Sie Interesse daran haben, eine der aktuell verfügbaren Laserfolien bei sich im Hause einzusetzen oder wenn Sie ein Entwicklungsprojekt für eine neue Anwendung mit uns starten möchten.