Physiko-chemische Analyse

Die physikochemische Grenzflächenanalytik ist eine wichtige Methode, um Prozesse an einer Grenzfläche, die stets durch die Interaktion von mindestens zwei Partnerncharakterisiert ist, verstehen und falls notwendig gezielt beeinflussen zu können. Für die physikochemische Grenzflächenanalytik sind zwei Parameter interessant:

  • die Oberflächenenergie und
  • die Oberflächenladung

Dabei werden stets alle Interaktionspartner analysiert: die (Material-)Oberfläche sowie diebiologischen Komponenten (Zellen, Bakterien, Proteine).

Die oberflächenenergetischen Eigenschaften der interagierenden Partner bestimmen überdie Art und Stärke der Kräfte, die zwischen den Partnern wirken. Die Berechnung der Oberflächenenergie erfolgt über physikalische Grenzflächenmodelle. Die dafür notwendigen Parameter werden durch dynamische Kontaktwinkelmessungen sowie durch die Tensiometrie bestimmt. Experimentell werden an den Oberflächen Grenzflächenspannungen, Fortschreite- und Rückzugswinkel verschiedener Messflüssigkeiten, aber auch die Bewertung der Sedimentation und Penetration, Adhäsionund Oberflächendruck gemessen.

Die Oberflächenladung der interagierenden Partner bestimmt über die Stärke der Anziehung bzw. Abstoßung. Technisch wird die Oberflächenladung durch die Zetapotenzialmessunganalysiert. Die Analyse ist sowohl an kleinen Partikeln im Nanometerbereich bis hin zugroßen flächigen Komponenten möglich. Besonders wichtig ist die Analyse der Oberflächenenergie und -ladung bei der Konzipierung von bioaktiven Oberflächenmodifikationen.