Anwendung der Chemischen Kraftmikroskopie zur Untersuchung der molekularen Adhäsion organischer Mole

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Untersuchung und der Aufklärung der Adhäsions- bzw. Deadhäsionsmechanismen zwischen chemisch modifizierten, goldbeschichteten Spitzen einer AFM-Blattfeder (engl. Cantilever) und eines alpha- Al2O3(0001)-Einkristalls anhand chemischer kraftmikroskopischer Untersuchungen (engl. Chemical Force Microscopy, CFM) im pH-Bereich zwischen 5.5 und 9.5. Die Funktionalisierung der Spitzenoberfläche mit verschiedenen funktionellen Endgruppen - Phosphonat-, Carboxyl-, Aminogruppe oder Silanol - erfolgte durch Chemisorption folgender Monomere: [12-(12-Phosphonododecyldisulfanyl)dodecyl]phosphonsäure, 11-Mercaptoundecansäure, 4-Aminothiophenol und (3-Mercaptopropyl)trimethoxysilan. Durch eine kontinuierliche pH-Änderung der wässrigen Umgebung ändert sich auf Grund der unterschiedlichen Säure-Base-Eigenschaften der modifizierten Spitzen und des oxidischen Aluminiumsubstrats deren Oberflächenchemie. Mittels in-situ kraftmikroskopischer Untersuchungen können dadurch unterschiedliche Kräfte (Wasserstoffbrückenbindungen, elektrostatische oder van-der-Waals- Wechselwirkungen) zwischen der AFM-Spitzen- und der Substratoberfläche beim Annähern des Federbalkens sowie die Änderung der Adhäsionskraft beim Zurückziehen ermittelt werden.