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Oberflächenspannung = Arbeit, die zur Vergrösserungeiner Phasenoberfläche notwendig ist
Einheit:Arbeit pro Flächeneinheit (J/m2) oder Kraft pro Länge (N/m), Symbol σ
Konsequenz: Eine Flüssigkeit nimmt die kleinstmögliche Oberfläche ein, wenn keine externe Kraft wirkt.Zentral beim Waschen, Reinigen, Drucken, Beschichten, Sprühen

Sogenannte surfactants = surface active agents

- Intermolekulare Kräfte: Halten die Komponenten an Ort und Stelle

- Brown'sche Bewegung: Bewegt die Komponenten an den richtigen Ort und emöglicht die korrekte Orientierung

Der Prozess verläuft extrem parallelisiert und «korrigiert sich selbst».
Wenn eine Komponente falsch angeordnet wird, wird sie mit grosser Wahrscheinlichkeit
durch die Brown’scheBewegung wieder «losgeschüttelt» und in die richtige Position gebracht.

- Ion-Dipol

- Wasserstoffbrücken

- Dipol-Dipol

- Ion-induzierter Dipol

- Dipol-induzierter Dipol

- Dispersive Kräfte

- SAM: Self assembled monolayers

- Langmuir Blodgett

- DNA Origami

- Block-Copolymere

•Strukturmodifikation auf dem atomaren Level:einer der schwierigsten Schritte in der NanotechnologieNutzung hochentwickelter Strategien der synthetischen Chemie zur Lösung dieses Problems(z.B. SAMs, Blockcopolymere, molekulares Design)
•Self-assemblyist eine der wichtigsten Strategien in der Biologie für die Entwicklung von komplexen, funktionalen Strukturen. Die Natur dient als riesige Informations-und Inspirationsquelle.
•Zielstrukturen müssen aus thermodynamischer Sicht am stabilsten seinTendenz zu relativ defektfreien und selbst-heilenden Strukturen.
•Self-assemblyProzesse sind sehr energieeffizient

•Schmierung in microelektromechanischenSystemen (MEMS)
•Hydrophobe Beschichtungen auf Oxiden
•Biologische Tests (z.B. Mikrofluidik)
•Eigenschaften von Textilien

•Präzise Kontrolle über die Monolagen-Dicke
•Homogene Beschichtungen über grosseFlächen
•Multilayermit unterschiedlicher Schichtarchitektur

•Funktionale Beschichtungen mit Nanopartikeln (Benetzbarkeit, Reflektivität, Biokompatibilität)
•Modelle für Zellmembranen für die Untersuchung von Toxinen oder Medikamenten
•Sensoroberflächen
•Ultradünne Polymerfilme: Vernetzung, Stabilität, Degradation

Treibende Kraft für Self-Assembly: DNA-Basenpaare; WasserstoffbrückenbindungenFaltung von langen Einzelstrang-DNA-Molekülen zu 2D Formen. Gerüst-und Klammereinheiten werden gemischt und organisieren sich in einem einzigen Schritt.

Treibende Kraft für Self-Assembly: Aminosäuresequenz (analog zu Proteinen)

Treibende Kraft für Self-Assembly: unterschiedliche Affinitäten der Blöcke
Copolymer= Polymer, welches mindestens zwei verschiedene Wiederholungseinheiten (A und B) aufweist

-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-      alternierendes Copolymer
-A-B-B-B-A-B-A-B-A-A-      Statistisches Copolymer
-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-      Block-Copolymer

- Antihaftbeschichtungen für Nickelstempel bei Nanoimprintlithografie

- Kontrollierte Freisetzung von Medikamenten an bestimmten Orten

Biomimetik – Lernen von der Natur
Synonyme: Bionik, Biomimikry, Biomimese
Phänomene aus der Natur werden auf die Technik übertragen.

1 nm

200 nm

Tiefe: 100 nnm

Breite: 400 nm

- Platinenfolie wird auf Basismaterial geklebt

- Belichten mit UV- Licht

- Entwickeln

- Ätzen des entwickelten Fotolacks

- Abwaschen des Schutzlacks

- Bohren

- Bestücken

- Löten

- 1 nm dick

- Um ein Vielfaches fester als Stahl

- Leiten el. Strom besser als Kupfer

- Dünnschichttechnik: Definition und Herstellung der Produktabmessungen in z- Richtung

- Strukturdefinition: Definition der Produktabmessungen in x- und y- Richtung

- Strukturübertragung: Herstellung der Produktabmessungen in x- und y- Richtung im gewünschten Material

- Physical Vapour Deposition (PVD): Aufdampfen im Hochvakuum (reine Metalle, einige Verbindungen), Aufsputtern (Kathodenzerstäubung, für Metalle, Legierungen, Verbindungen). Chem. Zusammensetzung von Material und Schicht unterscheidet sich nicht.Schichtdickenkontrolle mit Quarz- Mikrowaage, oder Prozesszeit (Sputtern)

- Chemical Vapour Deposition (CVD): Für Halbleiter, einige Metalle und Dielektrika. low-pressure CVD (LPCVD): Ausgangsgas, z.B. SiH4, wird bei hoher Temperatur thermisch zersetzt und der gewünschte Film (Si) schlägt sich auf dem Subtrat nieder. Plasma-enhanced-CVD (PECVD): Enegrie für Zersetzung des Ausgangsgases wird durch Niederdruck- Plasma geliefert, deshalb kann die Schicht hier auch bei niedrigen Temp. hergestellt werden. Schichtdickenkontrolle über Prozesszeit, z.T. auch optisch

1 Angström = 0.1 nm

0.1 - 0.2 nm

Bis 50nm, etwa viermal so gross ist ein Virus (200 nm)

5 - 10 micrometer

- Mikrotechnik: optische Lithografie

- Nanotechnik: Elektronen- Ionenstrahllithografie, Röntgenlithografie und Abformverfahren

1. Substratreinigung

2. Beschichtung mit Resist

3. Belichtung des Resists durch Schattenwurfmaske mit dem Layout

4. Entwicklung des belichteten Resists

5. Stabilisieren der noch vorhandenen Resistbereiche durch Tempern