Mikroplasmen in Kanälen bei Atmosphärendruck

In der vorliegenden Arbeit wird über den Einsatz von Mikroplasmen bei atmosphärischem Druck zur Behandlung der inneren Oberflächen von geschlossenen Mikrofluidik-Produkten berichtet. Diese Produkte werden auf vielen Gebieten, wie der medizinischen Diagnostik und der Wirkstoffforschung eingesetzt. Die Querschnittsabmessungen der Transportkanäle (Kapillaren) liegen bei einigen hundert Mikrometer. Im Rahmen eines Verbundprojektes werden Verfahren zur kostengünstigen Modifizierung der Kanaloberflächen entwickelt. Als Behandlungsmethoden kommen kalte Barrierenentladungen innerhalb der Transportkanäle der Komponenten zum Einsatz. Der theoretische Teil der Arbeit befasst sich mit den Grundlagen der Gasentladungsmechanismen unter besonderer Berücksichtigung von physikalischen Phänomenen bei Barrierenentladungen. Im Weiteren werden die Mechanismen der Entladung in Edelgasen, unter besonderer Berücksichtigung der Metastabilen, erläutert. Darauf folgt eine Beschreibung der Versuchseinrichtungen, aufgeteilt in Hochspannungs- und Gasversorgung sowie elektrische und nichtelektrische Messmethoden zur Erfassung der Entladungen. Zum Schluss werden die Methoden zur Auswertung der Behandlungseffekte erörtert. Die Möglichkeiten zur lokalen und globalen Behandlung der Mikrofluidik-Produkte stehen im Vordergrund der nachfolgenden, experimentellen Kapitel. Diese befassen sich mit der Entwicklung, Optimierung und Erprobung von Reaktoren für die Oberflächenmodifizierung von Mikrofluidik-Komponenten. Die Untersuchungen veranschaulichen den Einfluss der verschiedenen Parameter wie Gasdruck und Gasart auf das Entladungsverhalten. Dieser Erkenntnisgewinn ermöglicht die gezielte Anwendung von Mikroplasmen für die Oberflächenmodifizierung in Mikrofluidik-Komponenten.