Abschlussbericht

Antifoulingkonzepte für Sensoren für das Wassermonitoring durch sterisch
optimierte Tetraetherlipid-Coatings
PTKA-WTE
Eigenschaft ist abhängig von der Konzentration und ist vermutlich nur bei ausreichenden
Oberflächendichten zu erzielen.
Die erzielten Ergebnisse lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:
- Durch die Simulationen wurden grundlegende Einblicke in die molekulare Struktur des
Oberflächenfilms erzielt.
- Durch das Verständnis und die Erkenntnis der Bildung von Hufeisenstrukturen wurde gefunden,
dass GDNT im Vergleich zu Caldarchaeol ein besseres Tetraetherlipid zur Beschichtung darstellt.
- Weiterhin wurde erkannt, dass inaktive Hufeisenstrukturen durch Einfachfunktionalisierung der
Tetraetherlipide vermieden werden können.
- Mit den Untersuchungen zum Einfluss der Tetraetherlipid-PEG-Beschichtung auf die
Wasserstruktur konnten die Antifoulingeigenschaften besser verstanden werden.
6.3 Schichtcharakterisierung
Ziele des Arbeitspaketes
- Durchführung der Grenz- und Oberflächenanalytik, wobei laseroptische und scannende Techniken
(CLSM, AFM) sowie spektroskopische Methoden (FTIR / Ellipsometrie) zur Anwendung kommen.
- Physikochemische Charakterisierung der Antifoulingschichten einschließlich der topografischen
Charakterisierung, der oberflächenenergetischen und elektrokinetischen Beurteilung ergänzt
durch die Aufnahme von Kraft-Abstandskurven mittels Atomkraftmikroskopie
- Materialwissenschaftliche Analysen der Sensorfunktionalität
6.3.1 Grenz- und Oberflächenanalytik
STM
Eine für elektrisch leitfähige Substrate etablierte Methode der Grenz- und Oberflächenanalytik, die
auch häufig zur Beurteilung von Deckschichten genutzt wird, stellt die elektrochemische
Impedanzspektroskopie (EIS) dar. Im Rahmen des Teilprojektes von STM wurde deshalb versucht,
diese Methode zur vergleichenden Charakterisierung von Oberflächen elektrochemischer Sensoren
vor und nach ihrer Beschichtung mit Tetraetherlipiden einzusetzen. Im Ergebnis dieser
Untersuchungen sollte gezeigt werden, ob sich Unterschiede zwischen be- und unbeschichteten
Sensoroberflächen nachweisen lassen und welches Ausmaß sie aufweisen. Im Falle deutlicher
Unterschiede sollten diese Ergebnisse den Ansatz für die Entwicklung eines Wartungs- und
Kontrollsystems für Antifouling-Schichten unter Praxisbedingungen darstellen (s. AP 6.6.4).
Alle EIS-Untersuchungen wurden am KSI mit einem Impedanzspektrometer der Fa. GAMRY bei 25 °C
durchgeführt (Messanordnung s. Abb. 10). Als Substrate wurden elektronisch leitendes Platin (wie es
in Leitfähigkeits- und Redoxsensoren genutzt wird) sowie ionisch leitendes pH-Glas (in Form von pH-
Glaselektroden) verwendet. Als Lipidschichten kamen Caldarchaeol (CL), mit PLL-PEG modifiziertes
Caldarchaeol (CPP) bzw. GDNT zum Einsatz.
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