In dieser Arbeit wurde für stochastisch raue Oberflächen erstmals ein
quantitativer Zusammenhang zwischen der Rauheitscharakteristik und den
Benetzungseigenschaften hergestellt. Grundlage bildet die statistische
Beschreibung der Oberflächenrauheit mit Hilfe der spektralen
Leistungsdichtefunktion (PSD). Aus der PSD wurde ein Benetzungsparameter
hergeleitet, der eine empirische Korrelation zu den
Benetzungseigenschaften, charakterisiert durch den Kontaktwinkel,
aufweist.Auf Grundlage des Benetzungsparameters erfolgte die Entwicklung
einer neuartigen Prozedur zum Design ultrahydrophober optischer
Beschichtungen, die gleichzeitig ein applikationsspezifisch niedriges
Streulichtniveau aufweisen. Im Designprozess erfolgt dazu eine „virtuelle”
Variation der Schichtrauheit. Durch die Vorhersage und Bewertung der
Benetzungs- und Lichtstreueigenschaften können geeignete Rauheitsparameter
ermittelt werden. Diese dienen bei der technischen Umsetzung als
Zielparameter für die systematische Optimierung des
Beschichtungsprozesses.Zur Definition eines hinreichenden
Ultrahydrophobie-Kriteriums für den Benetzungsparameter wurde die
Rauheitscharakteristik technisch rauer ultrahydrophober Oberflächen mittels
Rasterkraftmikroskopie (AFM) und LSM untersucht.Im Designprozess war eine
Bewertung der Lichtstreuung hinsichtlich der visuellen ästhetischen Eignung
im Architekturglasbereich notwendig. Hierfür wurden über eine Korrelation
der visuellen Streulichtbewertung zur quantitativen Streulichtmessgröße TS
(totaleStreuung) entsprechende Akzeptanzgrenzwerte definiert.Das
Rauheitsdesign wurde für Einfachschichten verschiedener Dicke sowie für ein
Antireflex-Schichtsystem durchgeführt. Für letzteres konnten
Rauheitsdesignvarianten ermittelt werden, die ultrahydrophobe
Benetzungseigenschaften mit einem für Architekturglas geeigneten
Lichtstreuniveau sowie Farbneutralität verbinden.Mittels AFM erfolgte eine
Analyse der benetzungs- und streulichtrelevanten Rauheitskomponenten von
optischen Schichten, die nach den Vorgaben des Rauheitsdesigns hergestellt
wurden. Die Benetzungseigenschaften wurden mittels dynamischer
Kontaktwinkelmessungen charakterisiert und mit dem Benetzungsparameter
korreliert. Eine Al2O3-Schicht wies ultrahydrophobe Eigenschaften
sowieWerte der totalen Streuung unterhalb der ermittelten Akzeptanzgrenze
auf, in Übereinstimmung mit den Vorhersagen des Designprozesses.Bei der
Charakterisierung von nm-Rauheitskomponenten von optischen Schichten
mittels AFM spielt die Geometrie der Messspitze eine entscheidende Rolle.
Deren Einfluss auf die ermittelten PSDs wurde mittels eines neuartigen
experimentellen Untersuchungsansatzes analysiert.