Optische Materialien

Der Programmbereich “Optische Materialien” beschäftigt sich zum einen mit dem Werkstoff “Glas” und der Verbesserung seiner Eigenschaften und Erhöhung seiner Funktionalität durch glasartige, organisch-anorganische und keramische Schichten. So bestehen beispielsweise Erfahrungen auf dem Gebiet der Entwicklung von

  • Beschichtungen zur Erhöhung der Biegebruchfestigkeit von Glas
  • Beschichtungen zum Erhalt der Biegebruchfestigkeit von Glas
  • farbig transparente Beschichtungen auf Basis von Edelmetall-Nanopartikeln in glasartigen (Silicatglas) oder keramischen (TiO2, ZrO2) Beschichtungen
  • Interferenzschichtpaketen als Antireflex-, NIR-Reflexions- bzw. Farbfilter, wobei diese Schichten in Stacks aus bis zu fünf Einzelschichten eingebrannt werden
  • Antiglare-Beschichtungen auf Basis von mikropartikelhaltigen glasartigen Schichten
  • schwermetall- und fluoridfreien, deckenden und lichtstreuenden Beschichtungen aus pigmenthaltigen SiO2-Schichten mit Schichtdicken im unteren µm-Bereich
  • photochromen Beschichtungen auf Basis organischer photochromer Farbstoffe in organisch-anorganischen Nanokompositbeschichtungen

Ein zweites Anwendungsfeld stellen neue optische Werkstoffe auf Nanokompositbasis dar. Dabei nutzt man die Eigenschaft von Nanopartikeln, dass bei Teilchengroßen unterhalb von etwa 10-15 nm die Lichtstreuung in Kompositmaterialien in erster Näherung vernachlässigt werden kann. Dadurch können über Nanopartikel neue festkörperphysikalische Eigenschaften in Werkstoffe “importiert” werden, ohne dass ihre Transparenz verloren geht. Dafür ist eine genaue Kontrolle der Grenzfläche (Rheologie) unabdingbar.

Beispiele sind:

  • transparente Füllstoffe für optische Klebstoffe und elektronische Vergussmassen mit niedriger Wärmedehnung, niedriger Schrumpfung, erhöhtem E-Modul oder maßgeschneiderter Brechzahl
  • neue holographische Materialien zur Erzeugung optischer Mikrostrukturen durch Laserbelichtung
  • geprägte optische Mikrostrukturen auf Glas-, Kunststoff- und Metallsubstraten für Lichtlenkung oder Produktidentifikation
  • photokatalytisch aktive Beschichtungen auf Substraten aller Art, insbesondere aber auf sensiblen Substraten wie Kunststoff oder Textil

Ein drittes Aufgabengebiet erstreckt sich auf die Entwicklung glasartiger Beschichtungen auf Metallen (Edelstahl, Aluminium, Messing, Kupfer, …) als

  • hoch kratz- und abriebfeste Schutzschichten
  • Hochtemperatur-Anlaufschutz-Beschichtungen
  • Korrosionsschutzschichten für hohe Temperaturen
  • leicht zu reinigende Antifingerprintbeschichtungen
  • Antihaftschichten für technische Anwendungen, bei denen hohe Arbeitstemperaturen wichtig sind

Neben der Werkstoffentwicklung steht in allen drei Aufgabengebieten auch die Entwicklung von rationellen und qualitativ anspruchsvollen Beschichtungsverfahren im Mittelpunkt des Interesses. Hierbei bestehen gute Erfahrungen in

  • Spincoating für kleinformatige Substrate
  • Tauchbeschichtung für klein- und mittelformatige Substrate (bis 1 m²)
  • Flachspritztechnik
  • Flexoprintverfahren
  • Siebdruck
  • ein kontinuierliches Walzenbeschichtungsverfahren für Kunststofffolien, Textilien und Papier bis zu einer Breite von 60 cm