No abstract

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Polymers made of renewable resources increasingly replace conventional plastic materials made of petroleum. Socalled bioplastics can be found e. g. in food industry, for agricultural usage or in the medical field. The range of applications can be further expanded with specialized coating of their surface. Especially in case of food packaging and the usage within medical devices as well as the storage of these composite materials, sterilization or at least the partial reduction of microbial growth is an important issue which needs to be addressed early in the production process. In this work, a commercially available polyhydroxyalkanoate (PHA) pure bioplastic foil of 50 μm thickness was coated with 100 nm of diamond‐like carbon (DLC) and afterwards treated by four different standard methods of sterilization and / or disinfection, namely deep‐freezing, ultraviolet irradiation, autoclaving and immersion in ethanol. The surface morphology of treated DLC‐coated and uncoated samples was investigated and compared to the untreated DLC‐coated and uncoated samples using scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Measurements exhibited damage of the composite for autoclaved and in ethanol immersed samples, whereas deep‐frozen and ultraviolet irradiated samples showed no structural changes. These findings clearly demonstrate deep‐freezing and ultraviolet irradiation to be appropriate methods for the disinfection and sterilization, respectively, of the DLC‐coated pure bioplastic foil.

Das Aufwachsen von diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) auf Polyethylene (PE) geht einher mit der Bildung einer Zwischenschicht. Dabei verändert sich die ursprüngliche Oberflächenstruktur des Kunststoffes und geht schrittweise in die ungeordnete Struktur der DLC‐Schicht über. Bevor DLC im Kohlenwasserstoffplasma mittels PECVD‐Methode aufgebracht werden kann, werden alle Substrate unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas gereinigt. Dieser erste Teilschritt ist extrem wichtig für das Aufwachsen der DLC‐Schicht, da hierbei die Probenoberfläche bereits abgetragen und teilweise eingeebnet wird. Kunststoffe können durch DLC‐Beschichtung erfolgreich in der Stabilität verbessert und mit zusätzlichen Eigenschaften und neuen Funktionalitäten ausgestattet werden. Erste mikroskopische Erklärungen für die makroskopischen Phänomene und anwendungsrelevante Fragen konnten aufgezeigt werden. Außerdem werden die Grenzen der Machbarkeit thematisiert. Die hier vorgestellten Methoden werden nun auf weitere Materialien und Beschichtungen angewandt.