Abschlussbericht

Antifoulingkonzepte für Sensoren für das Wassermonitoring durch sterisch
optimierte Tetraetherlipid-Coatings
PTKA-WTE
MLU
Es wurde ein Versuch unternommen, die molekulare Struktur der oberflächlich fixierten Lipidschichten
aufzuklären. Dazu wurden auf Si-Wafern Selfassembly-Schichten aus wässrig/ organischer Lösung
und rein organischer Lösung erzeugt und an identischen Proben zuerst ellipsometrisch die
Schichtdicke bestimmt und danach mittels AFM die Homogenität der Schichten untersucht.
Während sich auf dem Wafer bereits nach kurzer Zeit relativ homogene ca. 4 nm dicke Tetraetherlipid-
Schichten aus organischer Lösung abscheiden, zeigte sich im Falle des wässrig/ organischen
Verfahrens, dass die beim Dispergieren entstandenen kugeligen Molekülaggregate (Mizellen?) von
ca. 30 nm Durchmesser erhalten bleiben und in dieser Form auf der Oberfläche erstaunlich fest
adsorbieren (und nicht etwa breit laufen).
Mit Ultraschall lassen sie sich jedoch entfernen. Der Lipidfilm lässt sich mit der AFM-Spitze von der
Oberfläche zur Seite kratzen, was als zusätzlicher Beweis für die Präsenz einer Lipidschicht gilt
Die Abb. 24 vergleicht SAM-Schichten aus organischer und wässriger Lösung. Nach
Ultraschallbehandlung zeigt sich in beiden Fällen eine homogene und nahezu defektfreie
monomolekulare Lipidbeschichtung. Im Gegensatz dazu sieht man, dass auf einer Filmwaage
präorganisierte TEL-Filme aus ineinander verzahnten Domänen mit vielen Zwischenräumen bestehen.
Abb. 24: Self-Assembly (wässrig/ org.), a) vor und b) nach 10min Ultraschallbehandlung
Abb. 25: Self assembly aus org. Lsg.: In der Mitte wurde mit der AFM-Spitze das Lipid zur Seite gekratzt.
– Abschlussbericht –
Seite 38 von 95