ERANET Verbundprojekt: Herstellung transparenter Kohlenstoff basierter Elektroden für in-vitro und in-vivo Anwendungen in der Biomedizintechnik (MERANET-C4HEALTH); Teilprojekt: Entwicklung der Anlagentechnik und Beschichtungsprozesse

Das Verbundprojekt C4HEALTH hat zum Ziel, (1) Beschichtungsanlagen und Prozesse zu entwickeln, die es nach Ende des Projekts ermöglichen preiswerte MEA (Mikroelektroden Arrays) – Substrate für Multiwell Systeme mit hoher Qualität und preiswert zu produzieren. Dabei kommen (2) neu zu entwickelnde kohlenstoffbasierte, transparente Elektroden zum Einsatz. Die Herstellung von graphen-artigen Elektroden soll durch Kombination von PA-CVD (Plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung) und PA-ALD (Plasma-unterstützte Atomlagenabscheidung) mit geeigneten Precursoren möglich werden. Eine Weiterentwicklung wird eine Hybrid-Elektrode sein, die aus einer dünnen graphenartigen Kohlenstoffschicht mit integrierten dünn besiedelten und ausgerichteten Kohlenstoff Nanoröhren (carbon nano tubes, CNT) besteht. Durch Aufbringen dieser transparenten Schicht auf einer transparenten und leitfähigen ITO (Indium Zinn Oxid) Schicht wird so eine transparente Elektrode realisiert. Damit werden Messungen von elektrischen Signalen an Zellen und Geweben, die durch optische Anregung getriggert werden möglich (Optogenetics). Weiterhin werden diese neu entwickelten Elektroden eine hochaufgelöste optische Abbildung der Grenzfläche zwischen Elektrode und Zelle erlauben. Die Plasma Electronic GmbH wird im Rahmen ihres Teilprojektes die neuartige Anlagentechnik entwickeln, die auf einer Kombination von Atomlagenabscheidung (ALD-Technik) und Plasma-Beschichtungstechnik (CVD-Technik) basiert. Zunächst wird das Katalysator-Wachstum auf einem vorhandenen und zu modifizierenden RA-ALD-System untersucht, wobei ein In-situ-Messinstrument zur Schichtdickenmessung zum Einsatz kommen soll. Die im Rahmen dieser Versuche zur Prozessentwicklung erzielten Ergebnisse zum Katalysator- und Graphen-Wachstum sollen dann in ein detailliertes Anlagenkonzept einfließen und zur Konstruktion und zum Bau eines neuartigen kombinierten PA-CVD/RA-ALD-System führen.