Page 186 - Zur Reinheit funktionaler Oberflächen

So stellte sich zunächst einmal die Aufgabe, eine Methode zur
schnellen Beurteilung von Lösungsmittel-Reinheit zu entwi-
ckeln. Brauchten wir doch hoch-reine Lösungsmittel um reine
Oberflächen zu erzeugen. Referenz-Oberflächen machten uns
die vergleichende Beurteilung von Verunreinigung überhaupt
erst möglich. Technische Oberflächen-Reinheit lässt sich in
vielen Fällen vor allem durch den Einsatz hochgradig gerei-
nigter Lösungsmittel erzielen - etwa durch reinigende Spül-
vorgänge oder durch Lösungsmittel-unterstützte wischende
Reinigungs-Prozeduren.

10.2 Entwicklung eines Indikator- Zur Entwicklung eines Visualisierungs-Systems für die Chemi-
Systems kalien-Reinheit von Lösungsmitteln griffen wir zurück auf eine
Arbeit von Bernhardt Klumpp aus dem Jahr 1993, der in seiner
Dissertation ein interessantes System zur Erfassung von Parti-
keln auf Oberflächen mittels gerichteten Schräglichts beschrie-
ben hatte. Später waren wir auf eine Arbeit von Robert Deegan
[1] gestoßen, in der Deegan den sog. Kaffee-Ring-Effekt
beschrieben und analysiert hatte:

Wenn der Tropfen einer Partikel-haltigen Flüssigkeit auf die
glatte Oberfläche eines Festkörpers gelangt und dort ver-
dampft, so sammeln sich die im Tropfen gelösten Partikel in
dessen Randbereich. Sie bilden dort eine gut sichtbare Zone
erhöhter Partikeldichte. Dabei wird der Tropfenrand durch die
bekannten Haftkräfte an der Substrat-Oberfläche fixiert. Die
Herausforderung bestand nun darin, das Klumppsche Detek-
tions- und Bildverarbeitungs-System mit der Mie-Streuung
als Basis und den Kaffeering-Effekt miteinander zu kombinie-
ren. Wir vermuteten, dass sich bei Kombination der Systeme
nicht lediglich Feststoff-Partikel abbilden ließen, sondern vor
allem auch nicht flüchtige Rückstände flüssiger Phasen. Diese
stammen z. B. aus der Destillation von Lösungsmitteln wie
Aceton, 2-Propanol, n-Hexan oder Benzin. Wir vermuteten,
sie würden sich mikroskopisch in der Verdichtungs-Zone als
ringförmige Tropfenrand-Strukturen zeigen wenn wir sie auf
ein schwarz gefärbtes Substrat brächten und mit gerichte-
tem Schräglicht beleuchteten. Im Experiment bestätigte sich
unsere Vermutung. Zur Steigerung des Abbildungs-Kontrasts
bedampften wir zunächst im Hochvakuum das schwarz
gefärbte Glassubstrat mit einer Iridium-Schicht, so dass wir
die Reflexion der Glasoberfläche auf unter 3 % reduzieren
konnten und damit eine deutliche Erhöhung des Abbildungs-
Kontrasts erzielten. Nachteil bedampfter Platten ist, dass sie
sehr kratzempfindlich sind. Wir suchten und fanden kratzfeste-
res Glas, allerdings mit etwas geringerem Bildkontrast, das wir
nun einsetzen.
Unsere Aufgabenstellung umfasste im Wesentlichen vier spezi-
elle Zielsetzungen:
1- die mikroskopische Sichtbarmachung nicht flüchti-
ger Rückstände in prinzipiell reinen Flüssigkeiten wie
Lösungsmitteln.

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