Dernière édition Attention: Le pdf pèse environ 17 - BFH-TI - Berner ...

BSc in Mikro- und MedizintechnikBIBEBUVAPolarisation nanostrukturierter ElektrodenMechatronik / Nanotechnik / Betreuer: Prof. Dr. Patrick Schwaller, Michael HeldExperte: Prof. Dr. Thomas WandlowskiBei Impedanz-Messungen an Gewebe oder der Erfassung von Biosignalen mittels metallischer Elektrodentreten häufig störende Polarisationseffekte auf. Bei implantierbaren Elektroden verwendet man deshalb seiteinigen Jahren fraktale Elektroden, welche nur schwach polarisierbar sind. Im Reinraumlabor der BFHarbeitet man an Elektroden mit einer Nanotopografie nach dem Vorbild fraktaler Elektroden. In dieser Arbeitwurden diese Elektroden der BFH mittels potentiostatischer Messungen auf ihr Polarisationsverhalten hinuntersucht.Nanostrukturierte ElektrodenAls Elektroden wurden Goldschichtenauf PET-Folien verwendet.Durch eine Sauerstoffplasmabehandlungwurden die PET-Oberflächenmodifiziert. Die anschliessendmittels PVD (Physical Vapour Deposition)aufgetragene 130 nm dickeGoldschicht weist je nach Vorbehandlungszeiteine mehr oder wenigerausgeprägte Nano-Säulenstrukturauf, welche sich auch inoptischen Effekten zeigt. Diese Goldelektrodenmit unterschiedlicherNanotopografie wurden nun in Anlehnungan ihre Ähnlichkeit mit fraktalenElektroden auf ihr Polarisationsverhaltenhin untersucht.Potentiostatische MessungenIn der vorangehenden Projektarbeitwurde dazu ein Potentiostatevaluiert. Der Potentiostat ist einRegelverstärker, dem die Spannungzwischen Arbeitselektrodeund Referenzelektrode vorgegebenwird. Dazu wird der Stromzwischen Arbeitselektrode undGegenelektrode durch den Potentiostatenso geregelt, dass sich dievorgegebene Spannung einstellt.Die mit diesem Verfahren gemesseneStromantwort zeigt einerseitsmaterialcharakteristische Merkmaleund dient somit als eine Artelektrochemische Spektroskopie.Anderseits können so polarisations-und korrosionsrelevante Datender Proben gewonnen werden.MessumgebungFür zuverlässige Messungen musstedie Messumgebung zunächst inForm einer selber konstruiertenMesszelle definiert werden, wobeiauch die in Frage kommenden Materialienabgeklärt werden mussten.Da wie in jeder elektrochemischenMesszelle mög lichst alle externenEinflüsse ausgeschlossen werdenmüssen, wurde sie hauptsächlichaus PTFE (Teflon) konstruiert. Dadie Elektroden im Hinblick auf einemedizinische Anwendung hin untersuchtwurden, wählte man als Elektrolytisotonische Kochsalzlösung(0.9% NaCl). Die inerte Gegenelektrodeaus Gold wurde selber hergestelltund die Silber-Silberchlorid-Referenzelektrode zur Reduzierungvon Messfehlern und besserenÜberprüfung der Resultate eingekauft.Als potentiostatische Messmethodenwurden Linear SweepVoltammetry (LSV) und CyclicVoltammetry (CV) angewendet, welchedas zur Messung vorgegebeneSpannungssignal beschreiben: Einlinearer Vorschub zwischen zweiPotentialen (LSV) und eine zyklischeVor- und Rückbewegung zwischenzwei Potentialen (CV).ErkenntisseDie aufgenommenen Stromdichte-Potential-Kurven wurden in unseremFall zu einer approximativen Auswertungdes Polarisationswiderstandes,der Korrosionsstromdichte,des freien Korrosionspotentialsund des Aufbaus der kapazitivenDeckschichtbildung verwendet. ErsteExperimente haben gezeigt, dassUnterschiede im Polarisationsverhaltenzwischen den Elektroden mitunterschiedlicher Nanotopografievorhanden sind.Florian Schleissflohsinn@gmx.netPotentiostat PalmSens EmStat2 mitMesszelle.Gold-Nanoschicht (auf PET: 0, 60, 120und 360s vorbehandelt).Cyclic Voltammetry in 50ml 0.9% NaCl-Lösung.ti.bfh.ch267