Gebündelte Kompetenz im neu gegründeten Fraunhofer-Themenverbund Polymere Oberflächen (POLO)

Mit dem am 12. Juli 2000 offiziell vollzogenen Zusammenschluss von sieben Fraunhofer-Instituten wurde ein neuer Weg beschritten, die Entwicklung von Polymerprodukten zu forcieren.

Der Themenverbund für funktionalisierte Polymeroberflächen, Grenzflächen und dünne Schichten, kurz POLO genannt, wurde auf Initiative von Dr.-Ing. Wolfgang Holley, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising, gegründet.

Die Forschung und Entwicklung in dieser strategischen Allianz ist produktorientiert. Polymere sollen an ihrer Oberfläche oder in dünnen Schichten so gestaltet oder verändert werden, dass definierte und für den jeweiligen Anwendungsfall wichtige Stoffeigenschaften entstehen oder verstärkt werden. Schwerpunkt ist die Schaffung von technischen Möglichkeiten, Produkte mit großer Leistungsfähigkeit in großen Stückzahlen, leicht, flexibel und kostengünstig zu produzieren. Der Industrie bieten die zusammengefassten Kompetenzen deutlich erweiterte Leistungen.

Mit im Verbund sind neben dem Fraunhofer IVV die Fraunhofer-Institute für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, für Angewandte Polymerforschung IAP, für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, für Produktionstechnik und Automatisierung IPA sowie für Silicatforschung ISC.

Das Einstiegsprojekt von POLO umfasst zwei Gebiete: „Flexible Ultra-Barrieren“ und „Antimikrobiell wirksame Polymeroberflächen“.

Flexible polymere Materialien sollen extrem wirksame Sperrschichten für Gase und Dämpfe werden (Ultra-Barrieren). Bereits seit einigen Jahren entwickelt das Fraunhofer IVV zusammen mit dem Fraunhofer FEP und ISC flexible Barrierematerialien. Die dabei erzielten Erfolge sollen durch das Einbeziehen weiterer Kompetenzen noch verstärkt werden: Einer der wichtigsten Anwendungszwecke ist der Flüssigkristalldisplay-Bereich, z.B. Flachbildschirme. Ihnen wird ein rasant wachsender Markt prognostiziert. Ebenso können thermische Isolationsmaterialien für die Baubranche und den Industrieanlagenbau damit ausgerüstet werden. Verpackungsfolien mit Ultra-Barrieren sind für hochwertige technische Produkte mit langen Lagerzeiten unter kritischen klimatischen Bedingungen geeignet. Ultra-Barrieren könnten zukünftig bei Solarmodulen den massiven Glaskörper ersetzen. Damit werden Solarzellen leichter, billiger und sogar aufrollbar. Auf Folien und Schläuchen aufgebrachte Spezialmembrane sollen bestimmte Stoffe durchlassen und für andere eine absolute Sperre darstellen. Hiervon profitieren u.a. Medizinprodukte. In Krankenhäusern kann so der Bedarf an Schläuchen gedeckt werden, die keine Anästhesie-Gase an die Umgebung abgeben.

Anlagerungen von Mikroben an Polymeroberflächen und das Wachstum von Mikroben in unmittelbarer Nähe der Oberflächen stellen für einen weiten Bereich der Polymeranwendungen ein Problem dar. POLO wird Polymeroberflächen mit Stoffen ausrüsten, die mikrobielles Wachstum in der Nähe der Oberflächen eindämmen, die Anlagerung von Mikroben ganz verhindern oder Mikroorganismen abtöten. Für antimikrobiell wirksame Polymeroberflächen gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise Textilien im Krankenhausbereich oder in öffentlichen Verkehrsmitteln. In der Medizintechnik können Implantate, Katheder oder Reinstwasser- und Kühlwasserkreisläufe davon profitieren. Auch Sensoren in wässrigen Medien oder biotechnologische Reaktorkomponenten werden damit optimiert.

Ein weiteres Ziel von POLO ist die Herstellung von „aktiven Schichten“ vor allem für Lebensmittelverpackungen. Schichten sollen – gesteuert durch die Umgebungsbedingungen – Wirkstoffe nur abgeben, wenn sie gebraucht werden. Umgekehrt sollen auch Schichten entwickelt werden, die selektiv Stoffe aus ihrer Umgebung aufnehmen: Gerüche bindende Textilien sorgen für gute Luft.

POLO wird innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft wie ein „virtuelles Unternehmen“ organisiert und betrieben. Seine Gesellschafter sind die Mitgliedsinstitute. Das Direktorium bilden Dr. Horst-Christian Langowski (Sprecher) vom Fraunhofer IVV, Dr. Christian Oehr (Operations) vom Fraunhofer IGB und Lars Koch (Finanzen) vom Fraunhofer IFAM.