Interferenzstrukturierung

 

Laserinterferenzstrukturierung

Die Laserinterferenzstrukturierung ermöglicht periodische Oberflächenstrukturen auf unter­schiedlichen Materialien. Für Strukturgrößen im Sub-Mikrometer-Bereich (100 nm bis 1 µm) bietet eine 2-Strahlkonfiguration in Kombination mit ultrakurzgepulster Laserstrahlung eine höchst präzise Strukturtopografie, die sonst nur mit kosten- und energieintensiven lithografischen Verfahren erreicht werden kann. Die 2-Strahlinterferenzstrukturierung basiert auf der Überlagerung zweier kohärenter Laserstrahlen. Im Bereich der Überlagerung ergibt sich durch Interferenz eine modulierte Intensitäts­verteilung der gaußförmigen Strahlprofile. Überschreitet die Einhüllende der Intensitäts­maxima die materialspezifische Abtragschwelle, kann ein periodischer Abtrag im Mikro- und Nanometerbereich auf einer planaren Oberfläche erzeugt werden. Das somit erzeugte Liniengitter wird über die Strukturperiode charakterisiert, welche den Abstand zwischen den Maxima bzw. Minima des topographischen Profils beschreibt. Mit einer neuen UV-Laserquelle kann bei einer Pulsdauer von 1 ps das Spektrum der zu bearbeitenden Materialien erweitert werden. Intransparente, teil­transparente und transparente Kunststoffe absorbieren die Wellenlänge von 343 nm und ermöglichen somit eine Anwendung der 2-Strahlinterferenzstrukturierung auf deren Oberflächen. Die Kombination aus ultrakurz gepulster Laserstrahlung, UV-Wellenlänge und große Inzidenzwinkel ermöglicht Struktur­perioden im Submikrometerbereich mit präziser Strukturtopografie - ein Resultat, dass im Forschungs­feld Life Science Beachtung findet.

  Nicht verfügbar Urheberrecht: © Lehrstuhl für Lasertechnik LLT, RWTH Aachen University.

Forschungsfeld

Gerichteter Zellwachstum

Aus induzierten pluripotenten Stammzellen können fast alle Zelltypen des ausgewachsenen Körpers gebildet werden. Sie bilden damit eine ethisch akzeptabel Alternative zu embryonalen Stammzellen und rücken in den Fokus des Forschungsfeldes Life Science. Durch Anwendung der 2-Strahlinterferenz­strukturierung auf Kunststoffoberflächen werden Linienstrukturen mit periodischen Struktur­abständen im Submikrometerbereich ermöglicht. Werden Kunststoffe strukturiert, die eine zellverträgliche Oberfläche besitzen, richtet sich die Wachstumsrichtung der induzierten pluripotenten Stammzellen entlang der Linienstrukturierung aus. Dieser gerichtete Zellwachstum ermöglicht ein Ausdehnungsverhältnis bei Stammzellen von 5:1 (Länge zu Breite). Das Forschungsvorhaben wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG im Rahmen des Projekts TopoStem „Der Einfluss von sub-µm Oberflächenstrukturen auf pluripotente Stammzellen“ (GI 265/22-1) gefördert.

Kontakt

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Ludwig Pongratz, M.Sc.

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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