DE10307568B4 - Method for producing a membrane with membrane holes and micro / nano membrane produced by this method - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Membran mit Membranlöchern (8, 9, 10), die Durchmesser im Mikro/Nanometerbereich aufweisen, wobei eine Metallfolie (1) mittels Ätzverfahren oder Laserlochverfahren mit einem Durchtrittsöffnungsraster versehen wird, in einem ersten Beschichtungsschritt die mit dem Durchtrittsraster versehene Metallfolie (1) mit einer metallischen oder nicht metallischen Beschichtung (5) versehen wird, um die Durchtrittslöcher (2, 3, 4) definiert in ihrem Durchmesser zu verringern, in einem zweiten Beschichtungsschritt hierauf eine zweite, organische oder anorganische Schicht (6) aufgebracht wird um die Oberflächeneigenschaften der mit dem ersten Beschichtungsschritt versehenen Membran definiert so einzustellen, dass eine aus dem betreffenden Membranloch (8, 9, 10) austretende Flüssigkeit Tropfen (11) mit einem möglichst großen Kontaktwinkel (δ) zwischen Oberfläche (7) und der Tropfenkontur an der Austrittsstelle aus dem Membranloch bildet, wobei Durchmesser der Membranlöcher vom kleinsten bis zum größten Durchmesser in ein und demselben Membranlochraster an einer Membran sich um weniger als den Faktor 1,5 unterscheiden, und der Abstand benachbarter...method for producing a membrane with membrane holes (8, 9, 10), the diameter in the micro / nanometer range, wherein a metal foil (1) by means of etching or laser hole method is provided with a passage opening grid, in a first coating step with the passage grid provided metal foil (1) with a metallic or non-metallic Coating (5) is provided to the passage holes (2, 3, 4) defined to reduce in diameter, in a second Coating step to a second, organic or inorganic Layer (6) is applied to the surface properties of the first Defining coating step provided membrane defined so that one from the respective membrane hole (8, 9, 10) exiting liquid Drop (11) with one as possible huge Contact angle (δ) between surface (7) and the drop contour at the exit point from the membrane hole forms, with diameter of the membrane holes from the smallest to the largest diameter in one and the same membrane hole grid on a membrane around less than a factor of 1.5, and the distance between adjacent ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Membran mit Membranlöchern, die Durchmesser im Mikro-/Nanometerbereich aufweisen – Mikro-/Nanomembran, bei welchem zunächst eine Folie mit Durchtrittsöffnungen versehen wird.The The invention relates to a method for producing a membrane with Membrane holes, have micro / nanometer diameters - micro / nano membrane, at which one first Foil with openings is provided.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellende Mikro-/Nanomembran.Of Furthermore, the invention relates to a method according to the invention micro- / nanomembrane to be produced.

Stand der TechnikState of technology

Die Herstellung von Nano-/Mikroemulsionen gilt als wichtigstes Entwicklungsziel für die Lebensmittel-, Pharma-, Kosmetik- und Chemieindustrie. Grund dafür ist die Möglichkeit, derartige Emulsionen wegen der Kleinheit der dispersen Tröpfchen entmischungsstabil zu halten und die extrem große innere Grenzfläche zur Adsorption funktioneller Ingredienzen (z. B. Wirkstoffe, Aromen, Farbstoffe, etc.) zu nutzen. Ferner lassen die dispersen Tropfen den Aufbau von Partikelnetzwerken zu, welche gezielten Einfluß auf die rheologischen Eigenschaften solcher Emulsionen nehmen lassen. Für die Maschinen-/Apparatehersteller sind Membranemulgierverfahren ein neuer Bereich. Herkömmlich werden Rotor-/Stator Dispergiersysteme und Hochdruckhomogenisatoren zur Feinemulgierung eingesetzt. In diesen Apparaten erfolgt die Tropfendispergierung unter extrem hoher mechanischer Beanspruchung der dispersen sowie auch kontinuierlichen Phase. Die seit ca. 5 Jahren diskutierten Membranemulgierverfahren sind unter mechanischen Gesichtspunkten äußerst schonend gegenüber den genannten herkömmlichen Verfahren. Bislang besteht jedoch das Problem der zu starken Koaleszenz von Emulsionstropfen an der Membranoberfläche. Dies führt zu mittleren Tropfengrößen, welche um Faktoren ≥ 5–50 größer als die mittleren Membranporendurchmesser sind. Gründe dafür sind vor allem der zu kleine Porenabstand (1) (ca. ≤ 1-2facher Porendurchmesser), die nicht definierten Grenzflächeneffekte zwischen disperser Fluidphase und Membranoberfläche (2) (z. B. zu kleine Kontaktwinkel auf Grund starker Benetzung) als auch die meist zu niedrigen Wandschubspannungen, welche zur Abtrennung der Emulsionstropfen an der Membranoberfläche wirksam sind (3).The Production of nano / microemulsions is the most important development goal for the Food, pharmaceutical, cosmetics and chemical industries. Reason for that is the Possibility, such emulsions because of the small size of the disperse droplets entmischungsstabil to keep and the extremely big inner interface for the adsorption of functional ingredients (eg active ingredients, flavors, Dyes, etc.). Furthermore, let the dispersed drops the construction of particle networks to, which purposeful influence on the rheological properties of such emulsions. For the machine / apparatus manufacturers Membrane emulsification processes are a new area. Become conventional Rotor / stator dispersing systems and high pressure homogenizers for Fine emulsification used. In these apparatuses the droplet dispersion takes place under extremely high mechanical stress of the disperse as well as continuous phase. The membrane emulsification processes discussed for about 5 years are extremely gentle on the mechanical aspects said conventional Method. So far, however, there is the problem of excessive coalescence of emulsion drops on the membrane surface. This leads to mean drop sizes, which by factors ≥ 5-50 greater than the mean membrane pore diameters are. The reasons are above all the too small Pore distance (1) (about ≤ 1-2fold Pore diameter), the undefined boundary effects between disperse Fluid phase and membrane surface (2) (eg too small contact angles due to heavy wetting) as well as the usually too low wall shear stresses, which for Separation of the emulsion drops on the membrane surface is effective are (3).

Es entspricht dem derzeitigen Stand der Technik für Membranverfahren zur Herstellung von Emulsionssystemen („Membranemulgieren"), daß die resultierenden Größenverteilungen der erzeugten Tropfen in den Tropfendurchmessern ca. um den Faktor 10–500 schwanken, d. h. von einer engen Tropfengrößenverteilung, welche technologisch erwünscht ist, weit entfernt sind.It corresponds to the current state of the art for membrane processes for the production of emulsion systems ("membrane emulsifying") that the resulting size distributions the drops produced in the drop diameters approximately by a factor 10-500 to waver, d. H. from a narrow droplet size distribution, which technological he wishes is, are far away.

Der hauptsächliche Grund für diesen Nachteil ist die direkte sterische Wechselwirkung von neu entstehenden Fluidtropfen an der Membranoberfläche durch zu engen Porenabstand (1) sowie Spreitungseffekten (Zerfließen zu einer flächigen Fluidschicht) des Tropfenfluids auf der Membranoberfläche (2). Dies führt zu Tropfenkoaleszenz und damit zur Tropfenvergrößerung.Of the primary reason for this disadvantage is the direct steric interaction of newly arising Fluid drops on the membrane surface due to too narrow pore spacing (1) as well as spreading effects (deliquescence to a laminar fluid layer) of the droplet fluid on the membrane surface (2). This leads to drop coalescence and thus to the drop magnification.

Zur Membranemulgierung herkömmlich eingesetzte Membranen sind z. B. sogenannte Glas- und Keramikmembranen, welche durch definiertes Sintern von Glas-/Keramikpartikeln erzeugt und in der Regel zu sogenannten Membranmodulen (z. B. Hohlzylinder) geformt werden. Der mittlere Porenabstand entspricht bei solchen Membranen in der Größenordnung ungefähr dem Durchmesser der gesinterten Partikel. Porendurchmesser und Porenabstand können somit nicht unabhängig voneinander eingestellt werden. Dasselbe gilt für Sintermembranen auf Kunststoffbasis (z. B. PP (Polypropylen)-Membranen).to Membrane emulsification conventional used membranes are z. B. so-called glass and ceramic membranes, which produced by defined sintering of glass / ceramic particles and in the Usually formed into so-called membrane modules (eg hollow cylinders) become. The average pore spacing corresponds to such membranes in the order of magnitude approximately the diameter of the sintered particles. Pore diameter and pore distance can thus not independent be adjusted from each other. The same applies to plastic-based sintered membranes (eg PP (polypropylene) membranes).

Weitere neuerdings zum Emulgieren eingesetzte Flachmembranen werden z. B. aus Kunststoffen wie z. B. PTFE (Teflon) oder PET (Polyethylen) hergestellt. PTFE-Membranen besitzen eine unregelmäßige gewebeartige Struktur mit schlitz-/spaltartigen Poren. Aus PET werden auch sogenannte Kapillarporenmembranen durch Beschuß einer Folie mit Edelgasionen und anschließendem Ätzverfahren hergestellt. Derartige Poren sind kreisrund und im Porendurchmesser meist sehr gleichmäßig. Der Porenabstand läßt sich in diesen Verfahren jedoch ebenfalls nicht kontrolliert einstellen.Further recently used for emulsifying flat membranes are z. B. made of plastics such. As PTFE (Teflon) or PET (polyethylene). Own PTFE membranes an irregular fabric-like Structure with slit / gap-like Pores. From PET also so-called Kapillarporenmembranen by Shelling one Film produced with noble gas ions and subsequent etching process. such Pores are circular and usually very uniform in pore diameter. Of the Pore distance can be However, do not stop in controlled mode in these procedures.

Für die Vielzahl der Anwendungen für Emulsionsysteme ist eine möglichst enge Größenverteilung der dispersen Tropfen erwünscht, um auch mit der Trapfengröße korrelierte Qualitätscharakteristika entsprechender Emulsionssysteme (z. B.: Freisetzungskinetik von Inhaltskomponenten; Aromen, nutritive Komponenten; Entmischungs-/Stabilitätseigenschaften; Textur-Fließeigenschaften) in engen Grenzen einzustellen. Von besonderem Interesse ist die Einstellung konstanter Tropfengröße, sofern auf Basis der erzeugten Tropfen aus diesen Mikrokapseln für Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikprodukte hergestellt werden.For the multitude the applications for Emulsionsysteme is one possible narrow size distribution the disperse drop desired, also correlated with the size of the trotters Quality characteristics corresponding Emulsion systems (eg: release kinetics of content components; Flavors, nutritive components; Demixing / stability properties; Texture-flow properties) to be set within narrow limits. Of particular interest is the attitude constant drop size, provided based on the drops produced from these microcapsules for food, Pharmaceutical and cosmetic products are produced.

Aus der US 4 806 246 A ist ein Verfahren zum Herstellen einer Membran mit Membranlöchern im Mikro-/Nanometerbereich vorbekannt, bei welchem eine Folie mit Durchtrittsöffnungen versehen und anschließend zumindest die Wand der Durchtrittsöffnungen zwecks Durchmesserverringerung – innerhalb vorgegebener Toleranzen – zur Verringerung der Membranlöcher mit einer Beschichtung versehen wird.From the US 4,806,246 A a method for producing a membrane with membrane holes in the micro / nanometer range is already known, in which a film provided with openings and then at least the wall of the passages for the purpose of diameter reduction - within predetermined tolerances - to reduce the membrane holes is provided with a coating.

Die US 5 326 484 A beschreibt poröse zylindrische Glasmembranen zur Herstellung monodisperser Emulsionen.The US 5,326,484 A. describes porous cylin metallic glass membranes for the preparation of monodisperse emulsions.

Aus der JP-2-095433 A ist die Herstellung von Emulsionen unter Verwendung von Mikromembranen bekannt.Out JP-2-095433 A is the preparation of emulsions using known from micromembranes.

Die DE 37 42 770 A1 betrifft eine Mikro-/Ultrafiltrationsmembran mit definierter Porengröße durch Bestrahlung mit gepulsten Lasern und ein Verfahren zu deren Herstellung. Hierbei werden Flachmembranen aus Folien von organischen Polymeren, Glas oder keramischen Werkstoffen verwendet, mit trichterförmig sich verjüngenden Poren definierter Porengröße, mit einer Streuung von weniger als 10 Prozent und Anordnung der Poren in einem Muster nebeneinander liegenden Reihen. Der mittlere Porendurchmesser soll 0,05 bis 10 μm betragen, wobei die Porenmuster in einer regelmäßig begrenzten Fläche gleichmäßig angeordnet sind und zwischen den einzelnen Poren verbleibende Stege unterschiedliche Höhe in der Ebene parallel zur Dickenausdehnung des Folienmaterials aufweisen. Die Membran wird hergestellt durch Erosion der Poren unter Verwendung eines oder mehrerer intensitätsmodulierter Laserstrahlen und fortlaufenden Transport der Folie an dem oder an den Lasern vorbei, mit einer Pulslänge von 1 bis 1000 ns.The DE 37 42 770 A1 relates to a micro / ultrafiltration membrane with defined pore size by irradiation with pulsed lasers and a process for their preparation. Here, flat membranes of films of organic polymers, glass or ceramic materials are used, with funnel-shaped tapered pores of defined pore size, with a scattering of less than 10 percent and arrangement of the pores in a pattern adjacent rows. The mean pore diameter should be 0.05 to 10 microns, the pore patterns are arranged uniformly in a regularly limited area and remaining between the individual pores webs have different height in the plane parallel to the thickness of the film material. The membrane is made by erosion of the pores using one or more intensity-modulated laser beams and continuous transport of the film past or past the lasers, with a pulse length of 1 to 1000 ns.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zunächst ein Verfahren zum Herstellen einer Mikro-/Nanomembran zum Erzeugen von fluiden Mikro-/Nanotropfen einer ersten Fluidphase mit extrem enger Durchmesserverteilung mit großer Genauigkeit und auch unter industriellen Bedingungen bereitzustellen.Of the Invention is based on the object, first a method for manufacturing a micro / nanomembrane for creating fluid micro / nanotubes a first fluid phase with extremely narrow diameter distribution with greater To provide accuracy and also under industrial conditions.

Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mikro-/Nanomembran nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit definiertem Membran-Lochdurchmesser und definiertem Lochabstand mit hoher Präzision zu schaffen.Of Another object of the invention is to provide a micro / nanomembrane the method according to the invention with defined membrane hole diameter and defined hole spacing with high precision to accomplish.

Lösung hinsichtlich des VerfahrensSolution regarding of the procedure

Diese Aufgabe wird durch Patentanspruch 1 gelöst.These The problem is solved by claim 1.

Einige VorteileSome advantages

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Mikro-/Nanomembranen mit extrem enger Durchmesserverteilung zum Erzeugen von fluiden Mikro-/Nanotropfen einer ersten Fluidphase herstellen, wobei die so hergestellten Tropfen in einer nicht mischbaren zweiten Fluidphase dispergiert werden können. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Membranen weisen als Poren ausgebildete Membranlöcher mit definiertem Porendurchmesser und mit genau festgelegten Abständen auf, wodurch bei der Bildung von Fluidtropfen an der Membranoberfläche ein Berühren von Tropfen, die aus benachbarten Membranlöchern hervortreten, sich mit Sicherheit vermeiden lassen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei der Membranherstellung sowohl der Durchmesser der Membranlöcher, als auch der Abstand dieser Membranlöcher genau definiert und mit hoher Präzision eingestellt.To leave the process of the invention micro / nanomembranes with extremely narrow diameter distribution for generating fluid micro / nanotubes produce a first fluid phase, wherein the drops thus produced be dispersed in a immiscible second fluid phase can. The process according to the invention produced membranes have pore-shaped membrane holes with defined pore diameter and at well-defined intervals, whereby upon formation of fluid drops on the membrane surface Touch of drops emerging from adjacent membrane holes interfere with Safety can be avoided. In the method according to the invention In membrane production, both the diameter of the membrane holes, as also the distance of these membrane holes exactly defined and with high precision set.

Ferner wird mittels einer erfindungsgemäßen Beschichtung der inneren Poren-Mantelfläche und gegebenenfalls auch der Membranoberfläche eine auf das tropfenbildende Fluid abgestimmte Einstellung des sogenannten Kontaktwinkels zwischen Membranoberfläche und Tropfenoberfläche am Membranlochaustritt erreicht, was die Ausbildung einer kugeligen Tropfenkontur beim Austritt aus dem betreffenden Membranloch oder Porenkanal unterstützt. Somit wird ein Spreiten des entstehenden Fluidtropfens auf der Membranoberfläche vermieden und die Ablösung gleich großer Fluidtropfen von der Membranoberfläche gewährleistet. Die Ablösung der Fluidtropfen von der Membranoberfläche erfolgt durch dort angreifende Tangentialspannungen, welche bevorzugt mittels einer Überströmung der Membran durch ein zweites, mit dem Tropfenfluid nicht mischbares Fluid erzeugt wird. Die erfindungsgemäßen CPDN-(Controlled Pore Distance Nano = kontrollierter Porenabstand (Membranlochabstand) Nano-Membranen lassen die Erzeugung von Emulsionssystemen mit dispersen Fluidtropfen im Durchmesserbereich von etwa 100 Nanometern bis zu einigen Mikrometern mit für Membransysteme bislang nicht möglichen extrem kleinen Durchmesserschwankungen von ≤ 5 bis 10 % zu.Further is by means of a coating according to the invention the inner pore-shell surface and optionally also the membrane surface a tuned to the drop-forming fluid adjustment of the so-called Contact angle between membrane surface and drop surface at the membrane hole exit achieved what the formation of a spherical drop contour in Outlet from the relevant membrane hole or pore channel supported. Consequently Sponging of the resulting fluid drop is avoided on the membrane surface and the replacement same size Ensures fluid droplets from the membrane surface. The detachment of the fluid drops from the membrane surface is done by tangential stresses acting there, which are preferred by means of an overflow of Membrane through a second, immiscible with the drop fluid Fluid is generated. The inventive CPDN (Controlled Pore Distance Nano = controlled pore distance (membrane pitch) Nano-membranes let the production of emulsion systems with disperse fluid drops in the diameter range from about 100 nanometers to several micrometers with for Membrane systems so far not possible extremely small diameter variations of ≤ 5 to 10% too.

In einem ersten Herstellungsschritt wird in einer für die Membranherstellung geeigneten Metallfolien mittels Ätzverfahren oder Laserlochverfahren z.B. Röntgenlaser ein definiertes Lochmuster erzeugt. Mittels dieser Verfahren können, sofern eine gleichmäßige Lochgröße mit x_max/x_min ≤ 1.5 erreicht werden soll, minimale Loch-/Porengrössen von ca. 1–2 Mikrometern erzielt werden. Um eine bessere Gleichmäßigkeit der Lochdurchmesser zu gewährleisten (x_max/x_min ≤ 1.25) sind größere Durchmesser von ca. 5 Mikrometern mittels der genannten Methoden zu realisieren.In a first production step, a defined hole pattern is produced in a metal foil suitable for membrane production by means of an etching method or laser-hole method, for example X-ray lasers. By means of these methods, if a uniform hole size with x _max / x _min ≤ 1.5 is to be achieved, minimum hole / pore sizes of approximately 1-2 micrometers can be achieved. In order to ensure a better uniformity of the hole diameters (x _max / x _min ≤ 1.25) larger diameters of approx. 5 microns can be realized by means of the mentioned methods.

In einem zweiten Membranherstellungsschritt erfolgt die Beschichtung der Basismembran mittels Metalldämpfen (Physical Vapour Deposition PVD, Chemical Vapour Deposition CVD oder PECVD = Plasma-enhanced Chemical Vapour Deposition). Beim PVD-Lichtbogenverfahren werden als Target reine Metalle oder Metalllegierungen verwendet wie beispielsweise Titan, Zirkonium, Chrom, Vanadium, Hafnium und weitere üblicherweise für die Herstellung von Hartstoffschichten verwendete Übergangsmetalle. Gearbeitet wird beispielsweise im Hochvakuum mit Anteilen an Stickstoff und/oder Azetylen, wodurch in der Hartstoffschicht Nitride, Carbonitride oder Carbide der obengenannten Metalle abgeschieden werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zu beschichtenden Teile bzw. Substrate eine gewisse Temperatur haben, wie beispielsweise ca. 200°C, um so eine bessere Haftung auf der Oberfläche zu erzeugen. Allerdings ist die beim Substrat bzw. zu beschichtenden Teil einzustellende Anfangstemperatur vom Material des zu beschichtenden Teils abhängig, und kann somit variieren bzw. vom obengenannten Wert abweichen. Die Anfangstemperatur kann in der Anlage, beispielsweise mittels einer elektrischen Infrarotheizung, gesteuert werden, wobei dies in der Regel in einem Bereich von ca. 80° bis ca. 500°C möglich ist.In a second membrane production step, the base membrane is coated by means of metal vapor deposition (Physical Vapor Deposition PVD, Chemical Vapor Deposition CVD or PECVD = Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition). In the PVD arc process, the target used is pure metals or metal alloys such as titanium, zirconium, chromium, vanadium, hafnium, and others commonly used in the manufacture transition metals used by hard coatings. Work is carried out, for example, in high vacuum with proportions of nitrogen and / or acetylene, whereby nitrides, carbonitrides or carbides of the abovementioned metals are deposited in the hard material layer. It is advantageous if the parts or substrates to be coated have a certain temperature, such as about 200 ° C, so as to produce a better adhesion to the surface. However, the initial temperature to be set in the substrate or part to be coated is dependent on the material of the part to be coated, and may thus vary or deviate from the above-mentioned value. The initial temperature can be controlled in the system, for example by means of an electric infrared heater, which is usually possible in a range of about 80 ° to about 500 ° C.

Ausgegangen wird von einem Anfangsvakuum von < 10^–5 mbar, vorzugsweise von einem Vakuum von ca. 2,0 × 10^–6–5,0 × 10^–6 mbar. Bei der anschließenden Beschichtung des Substrates wird das Vakuum durch Einlassen von Stickstoff oder Azetylen reduziert und pendelt sich in der Regel in einem Wertebereich von ca. 10^–2 bis 10^–3 mbar ein. Dabei kann von reinem Stickstoff, von reinem Azetylen oder einem Gemisch von Stickstoff und Azetylen ausgegangen werden, wobei entsprechend Metallnitride, -carbide und/oder -carbonitride abgeschieden werden.The starting point is an initial vacuum of <10 ^-5 mbar, preferably of a vacuum of about 2.0 × 10 ^-6 -5.0 × 10 ^-6 mbar. In the subsequent coating of the substrate, the vacuum is reduced by introducing nitrogen or acetylene and usually settles in a value range of about 10 ^-2 to 10 ^-3 mbar. It can be assumed that pure nitrogen, pure acetylene or a mixture of nitrogen and acetylene, wherein correspondingly metal nitrides, carbides and / or carbonitrides are deposited.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Zusammensetzung des Gases während der Beschichtung verändert, so daß sich auch die Zusammensetzung in der Beschichtung während des Beschichtungsvorganges ändert. Gemäß bevorzugter Ausführung erfolgt die Beschichtung in der Regel ausgehend von einer Stickstoffatmosphäre, wodurch anfänglich Nitride ausgeschieden werden. Zum Stickstoff wird nun Kohlenstoff in Form von Azetylen eingelassen, wodurch zunehmend Carbonitride in der Schicht mit abgeschieden werden. Der Kohlenstoffanteil verläuft vorzugsweise linear zunehmend, d. h. Azetylengas wird von einer anfänglichen Konzentration in der Größenordnung von ca. 0–1 % auf ca. 30–35 % angehoben, womit entsprechend der Anteil Carbonitride in der Beschichtung zunimmt.According to one preferred embodiment the method according to the invention the composition of the gas is changed during the coating, so that yourself also changes the composition in the coating during the coating process. According to preferred execution The coating is usually carried out starting from a nitrogen atmosphere, thereby initially Nitrides are excreted. Nitrogen now becomes carbon embedded in the form of acetylene, which increasingly carbonitrides be deposited in the layer with. The carbon content is preferably increasing linearly, d. H. Acetylene gas is from an initial Concentration of the order of magnitude from about 0-1 % to about 30-35 % raised, thus corresponding to the proportion of carbonitrides in the coating increases.

Beim CVD Verfahren (Chemical Vapour Deposition) erfolgt eine chemische Interaktion der zu beschichtenden Oberfläche mit den aus der Gasphase abzuscheidenden Komponenten. Die Temperaturen liegen in der Regel deutlich höher als beim PVD-Verfahren (800–1000°C). Die abgeschiedenen Schichten sind feiner strukturiert und besitzen eine erhöhte Härte. Für das CVD-Verfahren typische Beschichtungen bestehen z. B. aus Titancarbid, Titannitrit oder Aluminiumoxid.At the CVD process (Chemical Vapor Deposition) is a chemical Interaction of the surface to be coated with those to be separated from the gas phase Components. Temperatures are usually much higher than in the PVD process (800-1000 ° C). The deposited layers are finer structured and have an increased hardness. Typical for the CVD process Coatings exist z. B. of titanium carbide, titanium nitrite or Alumina.

Erfindungsgemäß werden durch die auf der Basismembranoberfläche befindlichen Grundporen durch die sich aufbauenden Schichten in Abhängigkeit vom Schichtauftrag definiert verengt. Die Genauigkeit dieses Schichtdickenauftrages kann im Bereich von ca. 10 Nanometer kontrolliert bzw. gesteuert werden. Auf diese Weise werden die Grundporen definiert bis auf minimale Durchmesser von ca. 100 Nanometer verengt. Diese Porenverengung bewirkt eine weitere Vergrößerung des Porenabstandes.According to the invention through the base pores located on the base membrane surface the constituent layers depending on the layer order defined narrowed. The accuracy of this layer thickness order can be controlled or controlled in the range of approx. 10 nanometers become. In this way, the basic pores are defined up to narrowed to a minimum diameter of about 100 nanometers. This pore narrowing causes a further enlargement of the Pore spacing.

Zur genauen Einstellung der Porenabstände werden die Grundporendurchmesser und -abstände sowie die Dicke der mittels PVD/CVD aufzubringenden Schichten erfindungsgemäß aufeinander abgestimmt.to exact setting of pore spacings will be the pore diameter and distances as well the thickness of the layers to be applied by means of PVD / CVD according to the invention on each other Voted.

Beim PECVD-Verfahren (Plasma-enhanced Chemical Vapour Deposition) laufen folgende Teilschritte ab: die chemische Aktivierung von Gasmolekülen durch Elektronen-Aufprall, was zum Zerfall der Gasmoleküle und Bildung neutraler Radikale bzw. Ionisation oder Anregung der Gasmoleküle führt (1), der Transport der Radikale zum Substrat und die gleichzeitige Reaktion der Radikale mit weiteren Gasmolekülen (2) sowie die chemische Reaktion an der zu beschichtenden Oberfläche (3). Typische Drücke liegen bei der PECVD im Bereich 0.1–10 Torr. Gegenüber dem CVD-Verfahren kann bei deutlich niedrigeren Temperaturen (unter 500°C) beschichtet werden. Typische mittels PECVD abgeschiedene Schichten bestehen z. B. aus Silizium, Oxiden, Nitriden, Carbiden oder Kohle und sind in der Regel chemisch rein.At the PECVD (Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition) process following sub-steps: the chemical activation of gas molecules by Electron impact, leading to the disintegration of the gas molecules and formation neutral radicals or ionization or excitation of the gas molecules leads (1), the Transport of radicals to the substrate and the simultaneous reaction the radical with other gas molecules (2) as well as the chemical Reaction at the surface to be coated (3). Typical pressures are at the PECVD in the range 0.1-10 Torr. Across from The CVD method can be used at significantly lower temperatures (under 500 ° C) are coated. Typical deposited by PECVD layers consist for. B. off Silicon, oxides, nitrides, carbides or carbon and are in the Usually chemically pure.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 beschrieben.Further Embodiments are described in the claims 2 to 7.

Lösung der Aufgabe betreffend die MembranSolution of Task concerning the membrane

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 8 gelöst.The The object is solved by the features of claim 8.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 9 bis 17 beschrieben.Further Embodiments are described in the claims 9 to 17.

Bei einer erfindungsgemäßen Mikro-/Nano-Membran können die Membranlöcher Durchmesser zwischen 0,1 und 5 Mikrometern aufweisen. Derartige Mikro-/Nano-Membranen gemäß der Erfindung besitzen die Besonderheit, daß eine enge Loch-/Porengrößenverteilung realisiert wird (x_max/x_min ≤ 1.5; x = Porendurchmesser) und der Abstand der Löcher/Poren ein definiertes Mehrfaches (≥ 2–20 x) des Loch-/Porendurchmessers beträgt.In a micro / nano-membrane according to the invention, the membrane holes may have diameters between 0.1 and 5 micrometers. Such micro / nano membranes according to the invention have the peculiarity that a narrow hole / pore size distribution is realized (x _max / x _min ≦ 1.5, x = pore diameter) and the spacing of the holes / pores is a defined multiple (≥ 2). 20 x) of the hole / pore diameter amounts.

Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Membranen mit an die fluiden Phasen (Tropfenphase, kontinuierliche Phase) angepaßten Beschichtungen versehen, welche einen möglichst großen Kontaktwinkel zwischen der Membranoberfläche und der Tropfenkontur am Austritt aus der Pore einstellen lassen. Dies bedeutet, daß Spreitungseffekte (= flächige Ausbreitung) des Tropfenfluids an der Membran-Oberfläche weitestgehend vermieden werden.In addition, the membranes according to the invention are provided with coatings adapted to the fluid phases (drop phase, continuous phase), which have the largest possible con Adjust the contact angle between the membrane surface and the drop contour at the exit from the pore. This means that spreading effects (= areal propagation) of the droplet fluid on the membrane surface are largely avoided.

Auf diese Weise wird die bei herkömmlichen Membranemulgierverfahren auftretende Rekoaleszenz von dispergierten Tröpfchen an der Membranoberfläche vermieden. Das zu dispergierende Fluid wird in der Regel mittels Pumpendruck durch die Membran gedrückt. Die an der Membranoberfläche durch Überströmung mit einem Fluid wirksamen viskosen Schub- bzw. Reynoldsspannungen bewirken die effiziente Ablösung der an der Membranoberfläche mit kugeliger Form gebildeten Emulsionstropfen.On This is the way in conventional Membranemulgierverfahren occurring Rekoaleszenz avoided by dispersed droplets on the membrane surface. The fluid to be dispersed is usually by means of pump pressure pressed through the membrane. The at the membrane surface by overflow with effect a fluid effective viscous shear or Reynoldsspannungen the efficient replacement at the membrane surface emulsion droplets formed with a spherical shape.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing, the invention is illustrated schematically, for example. Show it:

1 eine Metallfolie mit drei im Ätzverfahren oder Laserlochverfahren hergestellten Durchtrittsöffnungen, ohne Beschichtung; 1 a metal foil with three through holes made by etching or laser hole method, without coating;

2 die aus 1 ersichtliche Folie nach einem ersten Beschichtungsschritt; 2 from 1 apparent film after a first coating step;

3 die aus 2 ersichtliche Folie nach einem zweiten Beschichtungsschritt, und 3 from 2 apparent film after a second coating step, and

4 einen schematischen Querschnitt durch eine Membran im Bereich eines Membranloches mit einem Fluidtropfen. 4 a schematic cross section through a membrane in the region of a membrane hole with a fluid drop.

In 1 ist eine als Basismembran ausgebildete geätzte Metallfolie mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, in der ein definiertes Lochmuster in Form von Durchtrittsöffnungen erzeugt ist. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist dieses Lochmuster durch drei Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 dargestellt. Diese Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 können bevorzugt im Ätzverfahren hergestellt sein. Es ist aber z. B. auch möglich, diese Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 durch ein geeignetes Laserverfahren, zum Beispiel durch Röntgenlaser, herzustellen. Durch diese Verfahren lassen sich gleichmäßige Durchmesser der Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 mit x_max/x_min ≤ 1,5 herstellen. Der Durchmesser dieser Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 kann etwa 1 bis 2 Mikrometer betragen. Eine bessere Gleichmäßigkeit der Durchmesser der Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 von z. B. x_max/x_min ≤ 1,25 sind größere Durchmesser der Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 von ca. 5 Mikrometern mittels einem der vorerwähnten Verfahren zu realisieren.In 1 is a formed as a base membrane etched metal foil with the reference numeral 1 denotes, in which a defined hole pattern is produced in the form of passage openings. At the in 1 illustrated embodiment, this hole pattern is through three passage openings 2 . 3 and 4 shown. These passages 2 . 3 and 4 may preferably be prepared by the etching process. But it is z. B. also possible, these passages 2 . 3 and 4 by a suitable laser method, for example by X-ray laser. By this method, uniform diameter of the openings can be 2 . 3 and 4 with x _max / x _min ≤ 1.5. The diameter of these openings 2 . 3 and 4 can be about 1 to 2 microns. A better uniformity of the diameter of the passages 2 . 3 and 4 from Z. B. x _max / x _min ≤ 1.25 are larger diameter of the openings 2 . 3 and 4 of about 5 microns to realize by means of one of the aforementioned methods.

Danach erfolgt die Beschichtung der Basismembran 1 mittels Metalldämpfen durch PVD oder CVD. Bei der dargestellten Ausführungsform ist z. B. die Metallfolie 1 mit einer Titannitridschicht im CVD-Verfahren überzogen worden, wodurch die Durchmesser der Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 definiert auf ca. 3,5 bis 1 Mikrometer verringert worden sind – 2.Thereafter, the coating of the base membrane takes place 1 using metal vapor through PVD or CVD. In the illustrated embodiment, for. B. the metal foil 1 coated with a titanium nitride layer by the CVD method, whereby the diameter of the passage openings 2 . 3 and 4 defined to have been reduced to approximately 3.5 to 1 micrometer - 2 ,

Die Genauigkeit dieses Schichtauftrages kann im Bereich von etwa 10 Nanometer kontrolliert bzw. gesteuert werden. Auf diese Weise werden die Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 verkleinert. Diese Durchmesserverringerung der Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4 gemäß 2 bewirkt eine Vergrößerung des Abstandes der Durchtrittsöffnungen 2, 3 und 4. Die erste Schicht ist in 4 mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet.The accuracy of this layer application can be controlled in the range of about 10 nanometers. In this way, the passages 2 . 3 and 4 reduced. This diameter reduction of the passage openings 2 . 3 and 4 according to 2 causes an increase in the distance of the passage openings 2 . 3 and 4 , The first layer is in 4 with the reference number 5 designated.

In einem zweiten Beschichtungsvorgang erfolgt der Auftrag einer weiteren z. B. nicht-metallischen Schicht 6, zum Beispiel aus Teflon (PTFE) oder einem anderen Kunststoff, oder aber auch aus organischen Materialien wie Fette, Öle, Biopolymere, um die hydrophilen/hydrophoben Oberflächeneigenschaften definiert einzustellen. Diese zweite Schicht 6 dient der gezielten Vergrößerung des sogenannten Kontaktwinkels δ (4) zwischen der Oberfläche 7 der zweiten Schicht 6 und dem durch die aus den ursprünglichen Durchtrittsöffnungen 2, 3, 4 letztlich entstandenen Membranlöcher 8, 9, 10 hindurchtretenden bzw. gedrückten, an der Oberfläche 7 Tropfen 11 bildenden Fluid. Hiermit wird die einheitliche Tropfenbildung und das Ablöseverhalten des gebildeten Tropfens 11 dadurch verbessert, daß der sich bildende Tropfen 11 näherungsweise Kugelform (4) ausbildet und nicht auf der Membranoberfläche 7 diese benetzend sich ausdehnt und mit benachbarten Tropfen zusammenfließen kann.In a second coating process, the order of a further z. B. non-metallic layer 6 For example, from Teflon (PTFE) or other plastic, or even from organic materials such as fats, oils, biopolymers, to set the hydrophilic / hydrophobic surface properties defined. This second layer 6 serves for the targeted enlargement of the so-called contact angle δ ( 4 ) between the surface 7 the second layer 6 and through the from the original passages 2 . 3 . 4 ultimately resulting membrane holes 8th . 9 . 10 passing or depressed, on the surface 7 drops 11 forming fluid. This is the uniform drop formation and the detachment behavior of the droplet formed 11 thereby improving that the forming drop 11 approximately spherical shape ( 4 ) and not on the membrane surface 7 wetting it expands and can flow together with neighboring drops.

Wie man erkennt, vergrößern sich die Abstände X, Y (1) auf die Abstände X₁, Y₁ (2) bis zu den endgültigen Abständen X₂, Y₂ der letztlich so gebildeten Membranöffnungen 8, 9 und 10 der endgültigen Membran, die nach dem Beschichten die Gesamtdicke D (4) aufweist.As can be seen, the distances X, Y ( 1 ) To the distances X _1, Y ₁ ( 2 ) to the final distances X ₂ , Y _{2 of} the membrane openings thus finally formed 8th . 9 and 10 the final membrane which, after coating, has the total thickness D ( 4 ) having.

11

Metallfolie geätzt, Basismembran, Foliemetal foil etched Base membrane, foil

22

DurchtrittsöffnungThrough opening

33

44

55

Schicht, BeschichtungLayer, coating

66

77

Oberflächesurface

88th

Membranlochmembrane hole

99

1010

1111

Tropfendrops

δδ

Kontaktwinkelcontact angle

XX

Abstand der Durchtrittsöffnungen 2, 3, 4 Distance between the openings 2 . 3 . 4

YY

X₁ X ₁

Abstand der Durchtrittsöffnungen 2, 3, 4 nach dem ersten BeschichtungsvorgangDistance between the openings 2 . 3 . 4 after the first coating process

Y₁ Y ₁

X₂ X ₂

Abstand der Membranöffnungen nach dem zweiten Beschichtungsvorgangdistance the membrane openings after the second coating process

DD

Gesamtdicke der Membran nach dem endgültigen Beschichtentotal thickness the membrane after the final coating

Claims (17)

Verfahren zum Herstellen einer Membran mit Membranlöchern (8, 9, 10), die Durchmesser im Mikro/Nanometerbereich aufweisen, wobei eine Metallfolie (1) mittels Ätzverfahren oder Laserlochverfahren mit einem Durchtrittsöffnungsraster versehen wird, in einem ersten Beschichtungsschritt die mit dem Durchtrittsraster versehene Metallfolie (1) mit einer metallischen oder nicht metallischen Beschichtung (5) versehen wird, um die Durchtrittslöcher (2, 3, 4) definiert in ihrem Durchmesser zu verringern, in einem zweiten Beschichtungsschritt hierauf eine zweite, organische oder anorganische Schicht (6) aufgebracht wird um die Oberflächeneigenschaften der mit dem ersten Beschichtungsschritt versehenen Membran definiert so einzustellen, dass eine aus dem betreffenden Membranloch (8, 9, 10) austretende Flüssigkeit Tropfen (11) mit einem möglichst großen Kontaktwinkel (δ) zwischen Oberfläche (7) und der Tropfenkontur an der Austrittsstelle aus dem Membranloch bildet, wobei Durchmesser der Membranlöcher vom kleinsten bis zum größten Durchmesser in ein und demselben Membranlochraster an einer Membran sich um weniger als den Faktor 1,5 unterscheiden, und der Abstand benachbarter Membranlöcher (8, 9, 10) – vom jeweiligen Mittelpunkt gemessen – definiert über das Durchtrittslochherstellungsverfahren einstellbar das Ein- bis Zwanzigfache des mittleren Membranlochdurchmessers beträgt, wobei die maximalen Abstandsschwankungen der Membranlöcher (8, 9, 10) ± 20% betragen.Method for producing a membrane with membrane holes ( 8th . 9 . 10 ) having diameters in the micro / nanometer range, wherein a metal foil ( 1 ) is provided with a passage opening grid by means of an etching process or laser-hole method, in a first coating step the metal foil provided with the passage pattern ( 1 ) with a metallic or non-metallic coating ( 5 ) to pass through the holes ( 2 . 3 . 4 ) defined in their diameter, in a second coating step thereupon a second, organic or inorganic layer ( 6 ) in order to set the surface properties of the membrane provided with the first coating step in a defined manner so that one of the membrane holes ( 8th . 9 . 10 ) leaking liquid drops ( 11 ) with the largest possible contact angle (δ) between the surface ( 7 ) and the droplet contour forms at the exit point from the membrane hole, wherein diameters of the membrane holes of the smallest to the largest diameter in the same membrane hole pattern on a membrane differ by less than a factor of 1.5, and the distance between adjacent membrane holes ( 8th . 9 . 10 ) - measured from the respective center point - defined via the through-hole production method adjustable is one to twenty times the average membrane hole diameter, wherein the maximum spacing variations of the membrane holes ( 8th . 9 . 10 ) ± 20%. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur ersten Beschichtung (5), welche der definierten Durchmesserverringerung der Durchtrittsöffnungen (2, 3, 4) dient, metallische Werkstoffe mit hoher mechanischer und chemischer Stabilität und Beständigkeit, z. B. Titan, Zirkonium, Chrom, Vanadium, Hafnium (Übergangsmetalle) oder deren Legierungen, verwendet werden.Process according to claim 1, characterized in that for the first coating ( 5 ), which of the defined diameter reduction of the passage openings ( 2 . 3 . 4 ) is used, metallic materials with high mechanical and chemical stability and resistance, z. As titanium, zirconium, chromium, vanadium, hafnium (transition metals) or their alloys may be used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran im ersten Beschichtungsschritt um eine Schichtdicke D1 zwischen 10–5000 Nanometern verändert wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that the Membrane in the first coating step by a layer thickness D1 between 10-5000 Changed nanometers becomes. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oberflächenbeschichtung mittels Aufsprühen oder mittels PVD- oder CVD-Verfahren vorgenommen wird.A method according to claim 1 or one of the following Claims, characterized in that the second surface coating by spraying or by PVD or CVD method. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oberflächenbeschichtung durch Aufsprühen oder PVD- oder CVD-Verfahren von Teflon oder Kunststoffpolymeren oder organischen Materialien, bevorzugt Biopolymeren und/oder grenzflächenaktiven organischen Stoffen, vorgenommen wird.Method according to claim 4, characterized in that that the second surface coating by spray on or PVD or CVD processes of Teflon or plastic polymers or organic materials, preferably biopolymers and / or surface-active organic substances. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Oberflächenbeschichtung im zweiten Beschichtungsschritt organische Materialien aus der Gruppe der Öle, Fette oder Wachse verwendet werden.A method according to claim 1 or one of the following Claims, characterized in that the surface coating in the second coating step organic materials from the group the oils, Fats or waxes are used. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der zur Herstellung der ersten Beschichtung eingesetzten chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) auch um eine plasmagestützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) handelt.A method according to claim 1 or one of the following Claims, characterized in that it is in the for the production of first coating used chemical vapor deposition (CVD) also involves a plasma-enhanced chemical Gas Phase Separation (PECVD). Mikro-/Nanomembran, die nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt wurde, wobei eine Metallfolie (1) mit einer Schicht (5) aus einem metallischen oder nicht metallischen Werkstoff mit hoher mechanischer und chemischer Stabilität und Beständigkeit beschichtet ist, durch die die jeweiligen Durchmesser der durch Ätzen oder Laserlochen hergestellten Durchtrittsöffnungen (2, 3, 4) definiert verringert sind.Micro / nano-membrane produced according to any one of claims 1 to 7, wherein a metal foil ( 1 ) with a layer ( 5 ) is coated from a metallic or non-metallic material with high mechanical and chemical stability and resistance, by which the respective diameters of the passage openings produced by etching or laser punching ( 2 . 3 . 4 ) defined are reduced. Mikro-/Nanomembran nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schicht(s) auch eine zweite Schicht (6) definiert Kontaktwinkel (Benetzungswinkel-δ) mit bestimmten wässrigen oder öligen Flüssigkeiten einstellt.Micro / nanomembrane according to claim 8, characterized in that on the layer (s) also a second layer ( 6 ) defines contact angle (wetting angle-δ) with certain aqueous or oily liquids. Mikro-/Nanomembran nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrandicke nach dem Beschichten zwischen 10 und 500 Mikrometern beträgt, die erste Beschichtung bevorzugt eine Schichtdicke D1 zwischen 10 und 5000 Nanometern und die zweite Beschichtung bevorzugt eine Schichtdicke D2 zwischen 10 und 2000 Nanometern besitzt.Micro / nano membrane according to claim 8 or 9, characterized characterized in that Membrane thickness after coating between 10 and 500 microns is, the first coating preferably has a layer thickness D1 between 10 and 5000 nanometers and the second coating preferably has a layer thickness D2 has between 10 and 2000 nanometers. Mikro-/Nanomembran nach Anspruch 8 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese bei hoher Steifigkeit eine gute Biegeverformung mit Biegeradien größer als 0,5 cm ohne Knittereffekte und ohne signifikante Veränderung der Membranlöcher (8, 9, 10) zuläßt.Micro / nano membrane according to claim 8 or one of the subsequent claims, characterized in that it has a high rigidity, a good bending deformation with bending radii greater than 0.5 cm without wrinkling effects and without significant change in the membrane holes ( 8th . 9 . 10 ) allows. Mikro-/Nanomembran nach Anspruch 8 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine metallische oder nicht metallischen erste Schicht (5) aus Titan, Titannitrid oder aus Titancarbid, oder aus Zirkonium, oder aus Chrom, oder aus Chromdioxid, oder aus Vanadium, oder aus Aluminiumoxid oder aus Hafnium (Übergangsmetalle) oder deren Legierungen oder aus Kohlenstoff besteht.Micro / nano membrane according to claim 8 or one of the subsequent claims, characterized ge indicates that a metallic or non-metallic first layer ( 5 ) of titanium, titanium nitride or of titanium carbide, or of zirconium, or of chromium, or of chromium dioxide, or of vanadium, or of aluminum oxide or of hafnium (transition metals) or their alloys or of carbon. Mikro-/Nanomembran nach Anspruch 8 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nichtmetallische Schichten (6) der zweiten Beschichtung aus Teflon oder aus Kunststoffpolymeren oder aus organischen Materialien bestehen.Micro / nano-membrane according to claim 8 or one of the subsequent claims, characterized in that non-metallic layers ( 6 ) of the second coating of Teflon or plastic polymers or of organic materials. Mikro-/Nanomembran nach Anspruch 8 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (6) aus organischen Materialien aus der Gruppe der Öle, Fette oder Wachse besteht.Micro / nano-membrane according to Claim 8 or one of the subsequent claims, characterized in that the second layer ( 6 ) consists of organic materials from the group of oils, fats or waxes. Mikro-/Nanomembran nach Anspruch 8 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Schicht der zweiten Schicht (6) aus Biopolymerfilmen und/oder grenzflächenaktiven Komponenten besteht.Micro / nano-membrane according to Claim 8 or one of the subsequent claims, characterized in that the organic layer of the second layer ( 6 ) consists of biopolymer films and / or surface-active components. Mikro-/Nanomembran nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste nichtmetallische Schicht aus Kohlenstoff besteht.Micro / nano membrane according to claim 8 or one of claims 9 to 11, characterized in that a first non-metallic Layer consists of carbon. Mikro-/Nanomembran nach Anspruch 8 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oberflächenbeschichtung eine Schichtdicke D2 bevorzugt zwischen 10 und 2000 Nanometern besitzt.Micro / nano membrane according to claim 8 or one of subsequent claims, characterized in that the second surface coating has a layer thickness D2 preferably has between 10 and 2000 nanometers.