Grossflächige nanostrukturierte Oberflächen bergen grosses Potential für eine Reihe von Anwendungen von der Optik/Photonik über die Medizinaltechnik bis hin zum Hochsicherheits-bereich.
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Spritzgussteil mit abgeformter Nanostruktur (44x44mm)

Die grosse Herausforderung

Während die Abformung von Nanostrukturen auf kleinen Flächen (1x1cm) bereits gut beherrscht wird, sind bei grossflächigen Nanostrukturen noch einige Hürden - von der Masterherstellung bis hin zum Abformprozess - zu meistern. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen Grundlagenverständnis und Anwendungstechnik ineinandergreifen.

Optimales Zusammenspiel aller Parameter

Um eine optimale Abformung grossflächiger Nanostrukturen zu erreichen, müssen alle Randbedingungen stimmen.

• Die Integration der Masterstruktur in präzise Werkzeuge muss beherrscht werden.
• Die thermischen und rheologischen Vorgänge beim Abformen müssen verstanden sein.
• Prozessführung muss auf das verwendete Material hin optimiert werden.
• Effektive Methoden zur Charakterisierung von Nanostukturen müssen vorhanden sein.

Variotherme Prozessführung

Für die zuverlässige Abformung von gross-flächigen Nanostrukturen im Spritzguss bietet die variotherme Prozessführung Vorteile im Hinblick auf die Massenfertigung. So kann die Befüllung der nanostrukturierten Kavitäten durch Erhöhung der Werkzeugtemperatur markant verbessert und parallel dazu die Entformtemperatur für das eingesetzte Material optimiert werden.

Um eine wirtschaftliche Massenfertigung zu gewährleisten, muss der Variotherm-Prozess beschleunigt werden, was durch ausgeklügelte Werkzeugkonzepte und optimierte Kühl- und Heiz-kanal-Geometrien erreicht wird.

Anwendungen

Grossflächig nanostrukturierte Oberflächen lassen sich im Medizinal- oder Diagnostikbereich gezielt einsetzen, um die Wechselwirkung mit Zellen zu beeinflussen. Es lassen sich komplexe optische Funktionalitäten wie homogene Lichtauskopplung über grosse Flächen oder multidimensionale Sicherheitsmerkmale für Banknoten oder Kreditkarten realisieren. Ausserdem könnten grossflächige Nanostrukturen in Zukunft dafür verwendet werden, die Selbstorganisation von organischen Solarzellen oder die Kristallisation von Kolloiden auf Oberflächen zu perfektionieren.