Oberflächen-Engineering: Ursula Palfinger ist FEMtech-Expertin des Monats

Die Experimentalphysikerin ist die FEMtech-Expertin des Monats März.

Die promovierte Gleisdorferin arbeitet als Senior Scientist und Projektleiterin an der JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft, der größten außeruniversitären Forschungseinrichtung in der Steiermark. Dort forscht sie an Oberflächenstrukturen, welche mittels Mikro- und Nanoprägung für industrielle Anwendungen hergestellt werden.

Ursula Palfinger, FEMtech-Expertin des Monats März
Foto: Joanneum Research

„Schon in meiner Diplomarbeit habe ich mich mit der Herstellung kleiner Strukturen befasst. Das Mikro- und Nanoprägen nahm zu dieser Zeit in Österreich gerade seinen Anfang“, so Ursula Palfinger über ihre Anfänge in der Nanoforschung. Mittlerweile ist es ihrem Team am Institut für Oberflächentechnologien gelungen, die Technologie zu einer industriell einsetzbaren, durchsatzstarken Methode zu entwickeln, die in vielen Bereichen - von der Optik und Sensorik bis hin zur Medizintechnik und Luftfahrt – zum Einsatz kommt. Mit der sogenannten Nano-Präge-Technik zeigt man sich am Standort in Weiz besonders kreativ, neue Anwendungsgebiete zu entdecken.

„Wir verwenden Mikro- und Nano-Prägeprozesse, um Oberflächen mit winzigen Strukturen auszustatten. Je nach Strukturgröße, Strukturart und verwendetem Material erhält die Oberfläche dadurch veränderte oder zusätzliche Eigenschaften.“ Auf der Oberfläche eines Produkts angebracht, können sie so auf dessen mechanische, optische, haptische, sensorische oder elektronische Eigenschaften Einfluss nehmen.

Viele Anwendungen machen jedoch erst Sinn, wenn sehr kleine Strukturen auf großen Flächen hergestellt werden können. Diesem Schwerpunkt widmet sich Ursula Palfinger ganz besonders, um beispielsweise große Displays, Wände, Fahr- oder Flugzeuge damit auszustatten. „Mit unserer in Europa einzigartigen Rollenprägeanlage sind wir in der Lage, Mikro- und Nano-Strukturen großflächig auf Endlos-Substrate zu drucken. Die Stempel- und Prägematerialien dafür entwickeln wir im Haus selbst“, erklärt Palfinger den Produktionsablauf. So können die ersonnenen Strukturen am Institut in Weiz sowohl berechnet, hergestellt als auch auf große Flächen vervielfältigt werden.

Ob zur Steuerung des Lichteinfalls an einer smarten Gebäudeverglasung, der Integration von Mikrofluidik-Elementen in medizinischen Mess-Systemen, der Erzeugung von nicht-ausbleichenden, dekorativen Strukturfarben, der Optimierung der aerodynamischen Eigenschaften eines Flugzeuges oder zur Herstellung von selbstreinigenden Oberflächen – die denkbaren Einsatzgebiete solcher Strukturen sind quasi unendlich.

Das Nanoprägen an sich funktioniert im Grundprinzip recht simpel: Eine Struktur, die als Relief vorhanden ist, wird im Stempelverfahren in einen speziellen Lack übertragen und mit UV-Licht ausgehärtet. Was einfach klingt, erfordert ungeheure Präzision und die umfassende Steuerbarkeit aller beteiligten Materialien.

Aktuell koordinierte Ursula Palfinger in Kooperation mit der Österreichischen Forschungsgesellschaft FFG unter anderem das Projekt MoMiFlu@Foil, welches die Herstellung von mikrofluidischen Strukturen für den biomedizinischen Bereich zum Ziel hatte. Mikrofluidik meint den Transport von Flüssigkeiten durch feine Kanäle, so können in einem kleinen Chip und mit nur geringen Flüssigkeitsmengen verschiedenste Prozesse und Messungen durchgeführt werden. Anders als gewöhnlich stellte das Projektteam diese Kanäle nun mit der erwähnten Prägetechnik her, die Anzahl der nötigen Prozess-Schritte hat sich dadurch deutlich verringert.

Die Ergebnisse daraus wurden unter anderem in dem von JOANNEUM RESEARCH koordinierten EU-Projekt R2Rbiofluidics mit zehn internationalen Partnern weiterverwendet mit dem Ziel, erstmals eine komplette rollenbasierte Herstellungskette für mikrofluidische Biosensoren (Labs-on-foil) auf die Beine zu stellen. Hierfür erhielt das Projektteam 2018 den Fast-Forward-Award des Landes Steiermark.

Die JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft ist eine unternehmerisch orientierte Innovations- und Technologieanbieterin, die, eingebunden in ein internationales Netzwerk, seit mehr als dreißig Jahren Spitzenforschung auf internationalem Niveau betreibt. Mit dem Fokus auf angewandte Forschung und Technologieentwicklung nimmt sie eine Schlüsselfunktion im Technologie- und Wissenstransfer ein.

Um die Leistungen von Frauen im Forschungs- und Technologiebereich sichtbar zu machen, zeichnet das BMVIT seit 2005 Frauen aus der FEMtech-Expertinnendatenbank aus. Das BMVIT unterstützt Frauen im Bereich Forschung und Entwicklung mit dem Ziel, Chancengleichheit in der industriellen und außeruniversitären Forschung zu schaffen. FEMtech setzt Aktivitäten zur Bewusstseinsbildung, zur Sensibilisierung, zur Sichtbarmachung sowie zur Förderung der Karrieren von Frauen in Forschung und Technologie.

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