Surface structuring by bottom-up and top-down approaches

In dieser Arbeit wurden neue Strategien zur Strukturierung von Oberflächen mittels verschiedener „top-down“ und „bottom-up“ Methoden entwickelt. Die zentrale „bottom-up“ Methode war dabei die selbstorganisierte Musterbildung von Phospholipiden bei Langmuir-Blodgett Transfer. Der Einfluss von Substra...

Author: Hirtz, Michael Manfred
Further contributors: Chi, Lifeng (Thesis advisor)
Division/Institute:FB 05: Medizinische Fakultät
FB 11: Physik
Document types:Doctoral thesis
Media types:Text
Publication date:2009
Date of publication on miami:08.11.2009
Modification date:28.04.2016
Edition statement:[Electronic ed.]
Subjects:Oberflächenstrukturierung; Selbstorganisation; Langmuir-Blodgett Technik; Nanotechnologie; Molekulardynamik; AFM Lithographie
DDC Subject:530: Physik
License:InC 1.0
Language:English
Format:PDF document
URN:urn:nbn:de:hbz:6-19489462864
Permalink:http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:6-19489462864
Digital documents:diss_hirtz.pdf

In dieser Arbeit wurden neue Strategien zur Strukturierung von Oberflächen mittels verschiedener „top-down“ und „bottom-up“ Methoden entwickelt. Die zentrale „bottom-up“ Methode war dabei die selbstorganisierte Musterbildung von Phospholipiden bei Langmuir-Blodgett Transfer. Der Einfluss von Substratbehandlungen und Feuchtigkeit auf die Musterbildung wurde untersucht, sowie die Interaktion der Muster mit vorgegebenen Strukturen auf dem Substrat. Nach Untersuchungen zur Auswirkung von Beimischungen wurden durch den Transfer eines DPPC/Initiator-Mischfilms strukturierte Polymerbürsten erzeugt. Die mechanischen Eigenschaften von Polymerbürsten unter AFM Lithographie sind denen von herkömmlichen Polymerfilmen überlegen und ermöglichen eine nachfolgende selektive Ablagerung von chemischen Stoffen. Im letzten Teil werden Molekulardynamiksimulationen dazu genutzt die molekularen Mechanismen hinter der selektiven Ablagerung organischer Moleküle auf DPPC-Templatstrukturen zu klären.

New strategies for the structuring of surfaces utilizing different “top-down” and “bottom-up” methods were developed. The central “bottom-up” element was the self-organized pattern formation in monolayers of phospholipids during Langmuir-Blodgett transfer onto solid substrates. The influence of substrate treatment and humidity onto the pattern formation was explored as well as the interaction of the pattern with prestructures on the substrate. The influence of admixing other compounds was studied and structured polymer brushes were obtained by transfer of a mixed DPPC/initiator film. The mechanical properties of polymer brushes were found to be superior to spin-coated polymers under AFM lithography and subsequent selective deposition of dyes was demonstrated on the structured samples. In the last part molecular dynamics simulations were used to elucidate the molecular mechanisms behind the selective deposition of organic molecules onto templates fabricated by LB transfer of DPPC.