Wie lässt sich die Oberflächenreinheit kontrollieren?

Dichte der Mikrotiterplatten-Wells Eine einzelne 3,25 x 4,5 Zoll große Mikrotiterplatte kann mehr als 1500 Wells enthalten. Einzelne Vertiefungen können einen Durchmesser von 3 mm und eine Tiefe von 10 mm haben. Diese Wells werden häufig im Batch-Vakuumverfahren beschichtet. Die winzige Zellgröße und die Beschichtungsdicke im Submikronbereich machen die Prüfung der Gleichmäßigkeit dieser Beschichtungen äußerst anspruchsvoll. Es gibt nur wenige geeignete Techniken, um die Qualität und Konsistenz wichtiger Oberflächeneigenschaften von Geräten quantitativ sicherzustellen. Die jahrhundertealte Technik der Kontaktwinkelmessung kann jedoch angepasst werden, um eine hervorragende quantitative Abfrage dieser Eigenschaften zu ermöglichen. Kontaktwinkelmessungen mit Wasser liefern wichtige Einblicke in den chemischen Zustand einer Materialoberfläche. Wenn ein Flüssigkeitstropfen auf einer Oberfläche abgelagert wird, stößt die Oberfläche den Tropfen ab oder zieht ihn an, wodurch er perlt bzw. flacher wird. Die Anziehungskraft zwischen der Oberfläche und dem Wasser wird durch Messung des Winkels zwischen der Substratoberfläche und der Tropfenkante quantifiziert. Eine zu beschichtende oder zu verklebende Oberfläche ist chemisch sauber und weist eine hohe Oberflächenenergie auf. Dies ist dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Wassertropfen unter Bildung eines kleinen Kontaktwinkels über die Oberfläche ausbreitet. Dies weist darauf hin, dass sich an der Oberfläche viele aktive chemische Gruppen befinden, die den Wassertropfen an die Oberfläche ziehen. Die Art und Weise, wie diese chemischen Gruppen den Wassertropfen anziehen, gibt Aufschluss darüber, wie sich eine Beschichtung oder ein Klebstoff ausbreitet. Wenn sich der Wassertropfen nicht ausbreitet, breitet sich auch die Beschichtung nicht aus. Ein hoher Kontaktwinkel weist auf das Vorhandensein einer Oberflächenverunreinigung oder die Notwendigkeit einer zusätzlichen Oberflächenvorbereitung vor dem Kleben oder Beschichten hin. Wenn eine Beschichtung gleichmäßig aufgetragen wurde, sind die Kontaktwinkel auf der gesamten Oberfläche gleichmäßig. In der Medizintechnik kommen verschiedene Arten von Beschichtungen zum Einsatz. Wie oben beschrieben, sollten die Kontaktwinkel niedrig sein (hohe Oberflächenenergie), wenn für diagnostische Geräte Kapillarwirkung erforderlich ist und eine hydrophile Beschichtung vorhanden ist. Alternativ erfordern hydrophobe Beschichtungen, wie sie für Katheteranwendungen verwendet werden, hohe Kontaktwinkel (niedrige Oberflächenenergie). In beiden Fällen stellen Kontaktwinkel eine direkte Methode zur Quantifizierung der Oberflächenbenetzungseigenschaften sowohl vor als auch nach dem Auftragen einer Beschichtung oder eines Klebstoffs dar.