DE102018201846A1

DE102018201846A1 - Deformierbare Folie aus mindestens einem anorganischen nicht-metallischen Material, Verfahren zu deren Herstellung, sowie deren Verwendung

Info

Publication number: DE102018201846A1
Application number: DE102018201846.4A
Authority: DE
Inventors: Dirk Enke; Sharon Krenkel; Martin Steinhart; Mario Beiner
Original assignee: OSNABRUECK, University of; Universitat Osnabrueck; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Universitaet Leipzig
Current assignee: OSNABRUECK, University of; Universitat Osnabrueck; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Universitaet Leipzig
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2019-08-08
Also published as: EP3749620A1; WO2019154845A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine deformierbare Folie aus mindestens einem anorganischen nicht-metallischen Material, welche zumindest bereichsweise Poren aufweist. Die Porosität der deformierbaren Folie beträgt 10 % bis 90 %, die Dicke der deformierbaren Folie beträgt 1 µm bis 100 µm, und der mittlere Porendurchmesser der Poren beträgt 2 nm bis 500 nm. Aufgrund der Kombination dieser speziellen Parameter wird vorteilhafterweise eine Folie erhalten, die sowohl deformierbar ist als auch eine gute mechanische Stabilität bzw. Bruchfestigkeit aufweist. Zudem hat sie eine höhere Stabilität gegenüber hohen Temperaturen und organischen Lösungsmitteln als Kunststofffolien. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine deformierbare Folie aus mindestens einem anorganischen nicht-metallischen Material, welche zumindest bereichsweise Poren aufweist. Die Porosität der deformierbaren Folie beträgt 10 % bis 90 %, die Dicke der deformierbaren Folie beträgt 1 µm bis 100 µm, und der mittlere Porendurchmesser der Poren beträgt 2 nm bis 500 nm. Aufgrund der Kombination dieser speziellen Parameter wird vorteilhafterweise eine Folie erhalten, die sowohl deformierbar ist als auch eine gute mechanische Stabilität bzw. Bruchfestigkeit aufweist. Zudem hat sie eine höhere Stabilität gegenüber hohen Temperaturen und organischen Lösungsmitteln als Kunststofffolien. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie.
Poröse Membranen aus anorganischen Materialien werden unter anderen durch mechanische Zerteilung aus Blöcken hergestellt. Diese Technik ermöglicht ausschließlich Membrandicken > 80 µm. Zudem werden während der Bearbeitung teilweise Defekte und Spannungen im Glas erzeugt. Es kann zur Auslaugung bzw. Änderung der chemischen Zusammensetzung an der Oberfläche kommen. Diese Effekte führen zum Bruch des Glases, wodurch die Herstellung von Membranen kleinerer Flächen (< 10 cm²) und Dicken ausgeschlossen ist.
Poröse Glasmembranen werden aus entmischbaren Alkaliborosilikatgläsern, welche während einer Wärmebehandlung in eine silikatreiche und säurelösliche Phase separieren, hergestellt. Nach der sauren und alkalischen Extraktion weisen die Gläser ein offenes Porensystem mit Poren im Bereich von 1 - 1000 nm auf. Zur Herstellung von Membrandicken > 100 µm werden poröse bzw. nicht-poröse Glasblöcke mechanisch zugeschnitten ( DE 2462567 A1 ). Die Formgebung von porösen Dünngläsern(< 1 mm) erfolgt aus der Schmelze unter Anwendung der Verfahren zur Produktion von Dünngläsern wie z.B. der Down-Draw- ( DE102004007560B4 ), Overflow- (Fusion-) ( EP0019353 A1 ) oder Float- ( DE102005019646A1 ), bzw. Walzprozesse ( DE102009026869A1 ). Weiterhin ist es möglich nicht-poröse Dünngläser (Mikroskopie-Gläser) durch Verziehen einer Vorform (Flachglas) herzustellen ( DE000001057743B ). Der Membranzuschnitt erfolgt u.a. mittels Laser. Nach der Formgebung erfolgt die Einstellung der Porosität über einen separaten Wärmeprozess und anschließender Extraktion. Durch die Herstellung poröser Gläser aus der Schmelze können größere Flächen hergestellt werden. Die hier beschriebenen Technologien ermöglichen jedoch keine Herstellung anisotrop orientierter Porenstrukturen. Neben Membranen (d > 80 µm) sind auch Glasrohre und -stäbe ( US 4780369 , US 4042359 ), Hohlfasern ( DE 2462567 A1 ) Granulat ( WO2014042987 ), Kugeln bzw. Platten ( DE 19848377 A1 ) aus dem porösen Material herstellbar. Handelsübliche Namen poröser Gläser sind z. B.: VYCOR^®, CPG, Biorari, Trisopor, Trisoperl.
Die Alkaliborosilikatgläser eignen sich zudem zur Herstellung anisotrop, orientierter Porenstrukturen, welche unter Zugspannung über einen zusätzlichen Wärmebehandlungprozess hergestellt werden ( DE 102011013082 A1 , WO 2012119712 A1 ). Die anisotrope Orientierung der Poren erfolgt während eines langsamen re-draw-Prozesses bei Temperaturen im Bereich der spinodalen Entmischung unter Druck- bzw. Zugbelastung aus einem Glastemplat. Bei bisherigen Verfahren ( DE 102011013082 A1 ) wird eine Zugspannung auf das ausschließlich nicht entmischte Glastemplat ausgeübt und der Ofen optional relativ zum Glastemplat bewegt. Hierbei werden Ausdehnungen zwischen 5 bis 50 % realisiert.
Weiterhin können Membranen durch Verwendung einer Vorform, bestehend aus zwei miteinander verschmolzenen entmischbaren Gläsern, mit lokal voneinander getrennten Porengrößen hergestellt werden. Die porösen Glasmembranen werden u.a. zur Gastrennung, als Membranreaktor ( DE 10 2009 026869 A1 ), zur Ultrafiltration und als lonenaustauschmembran ( DE 2462567 A1 ) eingesetzt. Alternativ können Gläser welche ausschließlich an der Oberfläche eine offenporige Porosität zeigen über einen lonenaustausch (z.B.: Austausch Na⁺ ↔ Li⁺ hergestellt werden ( DE 10 2015 224005 A1 ). Diese Technik kann ebenfalls zu Herstellung von anorganischen Materialien, welche Poren aufweisen, eingesetzt werden.
Weiterhin ist die Herstellung flexibler Alkalisilikatgläser über eine Suspension aus Glasgranulat und Wasser möglich. Durch eine Wärmebehandlung inkl. Schäumen und Verglasung wird ein zellulärer Glaskörper erhalten ( US4824807 ).
Wirkstoffverpackungen aus nicht-porösem Dünnglas werden unter anderem in transdermalen Pflastern bzw. Hüllen zur kontrollierten Medikamentenabgabe eingesetzt. Dadurch werden Wirkstoffverunreinigungen, der Kontakt mit Wasser bzw. Luft sowie der Kontakt zwischen Polymer und Wirkstoff vermieden, wodurch die Langzeitbeständigkeit des Medikaments erhöht wird. Weiterhin ist es möglich lichtempfindliche Wirkstoffe durch Verwendung spezieller Dünngläser zu schützen ( DE 10 2010 050242 A1 ). Stents werden unter anderem mit porösen Gläsern / Glaskeramiken (d_Pore < 100 nm) beschichtet. Diese dienen als Depotsystem. Im Vergleich zu Polymeren wird dadurch eine idealere Adhäsion zwischen Wirkstoff und Trägermaterial erzielt und eine Delaminierung des Trägermaterials vermieden ( WO 2008/002667 ). Poröse Mikrokugeln können u.a. zur Radiotherapie, im Bereich der Kernspin-Tomographie als neuartiges Kontrastmittel sowie als Medikamentenabgabesystem verwendet werden.
Nach dem Stand der Technik sind anorganische Materialien, die deformierbar aber nicht porös sind, bekannt. Auch sind anorganische Materialien bekannt, die porös, jedoch nicht deformierbar sind. Weiterhin sind flexible poröse Kunststoffmembranen Stand der Technik. Kunststoffe und somit Kunststofffolien bzw. Kunststoffmembranen weisen jedoch intrinsische Nachteile hinsichtlich ihrer Stabilität bei höheren Temperaturen oder gegen organische Lösungsmittel auf. Diese Einschränkungen limitieren das Anwendungsspektrum von Kunststoffmembranen. Schließlich ist deren Beladung mit Gast-Materialien aufgrund ihrer teilweise limitierten Stabilität bei Temperaturen oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur beziehungsweise ihres Schmelzpunktes limitiert. Weiterhin wird die Beladung durch die geringe Oberflächenenergie ihrer Porenwände behindert. Poröse Membranen aus anorganischen Oxiden lösen zwar diese Probleme, sind aber nicht deformierbar. Weiterhin ist es nach dem Stand der Technik nicht möglich, anisotrop orientierte Porensysteme mit einer Vorzugsrichtung in anorganischen Membranen zu erzeugen, die Tortuositäten von größer als 1 aufweisen.
Ausgehend hiervon war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Folie anzugeben, die einerseits deformierbar ist und eine gute mechanische Stabilität aufweist, andererseits jedoch auch eine erhöhte Stabilität gegenüber hohen Temperaturen und organischen Lösungsmitteln aufweist.
Diese Aufgabe wird bezüglich einer deformierbaren Folie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung einer deformierbaren Folie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Patentanspruch 27 gibt Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie an. Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungsformen.
Erfindungsgemäß wird somit eine deformierbare Folie aus mindestens einem anorganischen nicht-metallischen Material angegeben, welche zumindest bereichsweise Poren aufweist. Die Porosität der deformierbaren Folie beträgt 10 % bis 90 %. Die Dicke der deformierbaren Folie beträgt 1 µm bis 100 µm. Der mittlere Porendurchmesser der Poren beträgt 2 nm bis 500 nm.
Mit der erfindungsgemäßen Folie kann somit erstmals eine Folie aus einem anorganischen nicht-metallischen Material bereitgestellt werden, die zumindest bereichsweise Poren aufweist, und die sowohl deformierbar ist als auch eine gute mechanische Stabilität aufweist.
Erfindungsgemäß wurde dabei überraschenderweise festgestellt, dass eine Folie aus einem anorganischen nicht-metallischen Material, welche zumindest bereichsweise Poren aufweist, dann eine gewisse Deformierbarkeit sowie eine gute mechanische Stabilität aufweist, wenn die Dicke der Folie 1 µm bis 100 µm beträgt, die Porosität der Folie 10 % bis 90 % beträgt, und der mittlere Porendurchmesser der Poren 2 nm bis 500 nm beträgt.
Hierbei wurde herausgefunden, dass sowohl die Deformierbarkeit bzw. Verformbarkeit der Folie als auch die mechanische Stabilität bzw. die Bruchfestigkeit der Folie von einem Zusammenwirken der Porosität und der Dicke der Folie sowie des mittleren Porendurchmessers bzw. der Porengröße der Poren abhängen. So wurde festgestellt, dass in Stabilitätsfällen mit Bruchfestigkeiten > 0,1 N/mm², vorzugsweise bestimmt nach bzw. in Anlehnung an DIN EN 13024-1, die Deformierbarkeit der Folie mit zunehmender Porosität der Folie und mit abnehmender Dicke der Folie proportional zunimmt. Allerdings muss eine gewisse Mindestdicke der Folie von 1 µm eingehalten werden, um eine ausreichende mechanische Stabilität zu gewährleisten. Zudem wurde herausgefunden, dass die dickennormiere Bruchfestigkeit bei Porositäten von < 10 % sowie bei Porengrößen von < 2 nm einen kritischen Wert unterschreitet. Auch konnte festgestellt werden, dass die dickennormiere Bruchfestigkeit bei Porositäten von > 90 % ebenfalls einen kritischen Wert unterschreitet und dort bei steigender Porosität unabhängig von der Porengröße sinkt.
Die Dicke der Folie, die Porosität der Folie sowie der mittlere Porendurchmesser der Poren sind bei der erfindungsgemäßen Folie somit so gewählt, dass eine Folie erhalten wird, die sowohl deformierbar ist als auch eine gute mechanische Stabilität aufweist.
Dadurch, dass die erfindungsgemäße deformierbare Folie aus einem anorganischen nicht-metallischen Material besteht, weist sie eine erhöhte Stabilität gegenüber hohen Temperaturen und organischen Lösungsmitteln auf. Die erfindungsgemäße Folie hat somit nicht die bekannten Nachteile einer Kunststofffolie bzw. einer Folie aus organischem Material. Verglichen mit Kunststofffolien weist die erfindungsgemäße Folie eine deutlich höhere Stabilität bei höheren Temperaturen oder gegen organische Lösungsmittel auf. Zudem wird die Beladung der Poren der erfindungsgemäßen Folie mit Gastmaterial nicht wie bei Kunststofffolien aufgrund einer teilweise limitierten Stabilität bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur limitiert oder durch eine geringe Oberflächenenergie der Porenwände behindert.
Die Porosität der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie und der mittlere Porendurchmesser der Poren können beispielsweise mittels Quecksilberporosimetrie oder mittels Stickstoff-Tieftemperatur-Adsorption bestimmt werden.
Die erfindungsgemäße deformierbare Folie kann verschiedene poröse Bereiche umfassen, welche jeweils eine unterschiedliche Porosität aufweisen und/oder in welchen die Poren einen unterschiedlichen mittleren Porendurchmesser aufweisen. Zudem kann die erfindungsgemäße deformierbare Folie in einer bevorzugten Ausführungsform neben porösen Bereichen auch nicht-poröse Bereiche enthalten. Die porösen Bereiche können dabei mit den nicht-porösen Bereichen oder auch untereinander in räumlich beliebiger Weise sowie in beliebiger Abfolge innerhalb der Folie kombiniert werden. Die erfindungsgemäße Folie kann jedoch auch nur poröse Bereiche und somit keine nicht-porösen Bereiche enthalten.
Die erfindungsgemäße Folie ist deformierbar, d.h. sie kann einer Deformation bzw. einer Verformung durch eine äußere, z.B. mechanische, Einwirkung unterzogen werden, ohne dass es zu einem Bruch der Folie bzw. des Materials der Folie kommt. Unter einem Bruch ist das vollständige Trennen der Folie bzw. des Materials der Folie in mindestens zwei nicht miteinander verbundene Teile zu verstehen. Eine Deformation kann beispielsweise zu einer Änderung der Form und/oder der Kontur und/oder der Krümmung in zumindest einer Richtung und/oder der Oberflächentopographie und/oder der äußeren Oberfläche und/oder des Volumens und/oder der Dichte und/oder der spezifischen Oberfläche und/oder Porosität der Folie führen. Eine Deformation der Folie kann erfolgen, wenn zumindest auf einen Bereich der Folie zumindest eine äußere, z.B. mechanische, Einwirkung wirkt. Eine Deformation führt somit zu einer Umwandlung eines Ausgangszustands der Folie vor der Deformation zu einem deformierten Zustand der Folie nach der Deformation. Der Ausgangszustand muss nicht notwendigerweise in irgendeiner Form stabil oder statisch sein oder einem Gleichgewicht entsprechen. Vielmehr kann der Ausgangszustand auch transienter Natur sein oder nur für einen begrenzten Zeitraum beliebiger Länge Bestand haben. Der Ausgangszustand kann auch selbst durch eine vorherige Deformation der Folie erzeugt worden sein. Auch der deformierte Zustand muss nicht in irgendeiner Form stabil oder statisch sein oder einem Gleichgewicht entsprechen. Vielmehr kann der deformierte Zustand dauerhafter oder transienter Natur sein oder nur für einen begrenzten Zeitraum beliebiger Länge Bestand haben. Der deformierte Zustand kann auch einer weiteren Deformation unterzogen werden.
Der Grad der Deformierbarkeit der erfindungsgemäßen Folie kann durch die Wahl der Dicke und der Porosität der Folie sowie des mittleren Porendurchmessers der Poren innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche dieser Parameter eingestellt werden. Mit anderen Worten kann durch die Änderung der Dicke und der Porosität der Folie sowie des mittleren Porendurchmessers der Poren innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche der Grad der Deformierbarkeit der erfindungsgemäßen Folie beeinflusst bzw. verändert werden. Grundsätzlich gilt hierbei, dass eine Verringerung der Dicke der Folie und/oder eine Erhöhung der Porosität der Folie innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche zu einer höheren Deformierbarkeit der Folie führen.
Der Grad der Deformierbarkeit der erfindungsgemäßen Folie kann dabei durch verschiedene Parameter, wie z.B. den Mindestbiegeradius und/oder den maximalen relativen Torsionswinkel, charakterisiert werden. Der maximale relative Torsionswinkel ist vorzugsweise größer 1°/cm, besonders bevorzugt größer 10°/cm, ganz besonders bevorzugt größer 60°/cm, insbesondere größer 90°/cm. Der Torsionswinkel kann dabei so bestimmt werden, dass ein erster Bereich der Folie fixiert wird, während auf einen zweiten Bereich der Folie eine Kraft so einwirkt, dass es zu einer Torsion der Folie kommt. Der maximale relative Torsionswinkel entspricht dann dem maximalen Torsionswinkel, der erreicht werden kann, bevor das Material bricht, geteilt durch den Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich.
Vorzugsweise können sämtliche oder zumindest einige der mechanischen Eigenschaften und/oder der sonstigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folie mit der Richtung variieren und somit anisotrop sein. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Folie vorteilhafte Eigenschaften aufweisen. Die erfindungsgemäße Folie kann derart ausgeführt sein, dass sich zumindest eine beliebige Eigenschaft entlang zumindest einer Raumrichtung innerhalb der Folie ändert. Die Eigenschaft kann dabei u.a. ausgewählt sein aus der Größe der Poren, der Porosität der Poren-aufweisenden Bereiche, dem Anteil der Porenöffnungen an der Oberfläche der Folie und der Zusammensetzung der Porenwände. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass sich verschiedene Eigenschaften in einer beliebigen Kombination entlang einer bestimmten Raumrichtung ändern. Ebenso ist denkbar, dass sich verschiedene Eigenschaften und/oder verschiedene beliebig zusammengesetzte Gruppen von Eigenschaften entlang verschiedener Raumrichtungen ändern. In allen Fällen können die Änderungen der Eigenschaft kontinuierlich erfolgen und/oder in Form von zumindest einer und/oder mehrerer Stufen. Weiterhin können sich verschiedene Eigenschaften die sich innerhalb der erfindungsgemäßen Folie entlang einer oder mehrerer Richtungen ändern, unabhängig voneinander kontinuierlich und/oder in Stufen ändern.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine anorganische nicht-metallische Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

a) anorganischen Gläsern, vorzugsweise oxidischen Gläsern, alkaliborat-haltigen Gläsern, Borosilikatgläsern, insbesondere Alkaliborosilikatgläsern, wobei die anorganischen Gläser optional Cer, Aluminium, Zirkonium, Titan, Erdalkalimetalle und/oder Alkalimetalle enthalten,
b) anorganischen Glaskeramiken, vorzugsweise oxidischen Glaskeramiken, alkaliborat-haltigen Glaskeramiken, Borosilikat-haltigen Glaskeramiken, insbesondere Alkaliborosilikat-haltigen Glaskeramiken, wobei die anorganischen Glaskeramiken optional Cer, Aluminium, Zirkonium, Titan, Erdalkalimetalle und/oder Alkalimetalle enthalten,
c) Oxiden, vorzugsweise SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, CeO₂, B₂O₃, und
d) Mischungen hiervon, welche vorzugsweise mindestens ein anorganisches Oxid enthalten.

Mit den genannten Materialien können auf besonders einfache Weise erfindungsgemäße Folien mit einer gewissen Deformierbarkeit und einer guten Bruchfestigkeit erhalten werden. Insbesondere sind hierbei die Herstellung der Poren sowie die Einstellung der Foliendicke, der Porosität und des mittleren Porendurchmessers bei der Herstellung der Folie auf einfache Weise möglich. Besonders bevorzugt ist das mindestens eine anorganische nicht-metallische Material ein Borosilikatglas, insbesondere ein Alkaliborosilikatglas, oder eine Mischung aus Borosilikatgläsern, insbesondere aus Alkaliborosilikatgläsern.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie ist dadurch gekennzeichnet, dass

- die Porosität der Folie 20 % bis 70 %, bevorzugt 40 % bis 70 %, besonders bevorzugt 60 % bis 70 %, beträgt, und/oder
- der mittlere Porendurchmesser der Poren 2 nm bis 100 nm, bevorzugt weniger als 2 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt 2 nm bis 10 nm, beträgt, und/oder
- die Dicke der Folie 2 µm bis 80 µm, bevorzugt 5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt 10 µm bis 20 µm, beträgt.

Durch Wahl dieser spezifischeren Bereiche für die Porosität der Folie, den mittleren Porendurchmesser der Poren und/oder die Dicke der Folie können die Deformierbarkeit sowie die mechanische Stabilität der Folie noch weiter verbessert werden.
Die Standardabweichung der Porendurchmesserverteilung ist vorzugsweise kleiner 25 %, besonders bevorzugt kleiner 5 %, ganz besonders bevorzugt kleiner 1%.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Poren aufweisenden Bereiche der deformierbaren Folie eine innere Oberfläche von mehr als 5 m²/g, bevorzugt von mehr als 50 m²/g, besonders bevorzugt von mehr als 500 m²/g, aufweisen. Zudem ist es bevorzugt, dass die Porosität der die Poren aufweisenden Bereiche der deformierbaren Folie mehr 5 %, bevorzugt mehr als 25 %, besonders bevorzugt mehr als 60 % beträgt. Die Tortuosität der Porensysteme ist vorzugsweise größer 1,1, besonders bevorzugt größer 2, ganz besonders bevorzugt größer 5. Die innere Oberfläche der Poren, die Porosität und/oder die Tortuosität der Porensysteme können beispielsweise mittels Quecksilberporosimetrie oder mittels Stickstoff-Tieftemperatur-Adsorption bestimmt werden.
Weiterhin kann die äußere Oberfläche des erfindungsgemäßen Materials vorzugsweise zumindest in Teilbereichen Öffnungen des Porensystems aufweisen. Dabei haben diese Öffnungen vorzugsweise einen Durchmesser von kleiner 1 µm, besonders bevorzugt von kleiner 100 nm, ganz besonders bevorzugt von kleiner 1 nm. Weiterhin ist der Flächenanteil der Öffnungen zumindest in Teilbereichen der Oberfläche des erfindungsgemäßen Materials vorzugsweise größer 5 %, besonders bevorzugt größer 25 %, ganz besonders bevorzugt größer 60 %. Generell ist denkbar, dass nur einzelne Teilbereiche der äußeren Oberfläche des erfindungsgemäßen Materials überhaupt Öffnungen aufweisen. Auch ist denkbar, dass verschiedene Teilbereiche der Oberfläche der erfindungsgemäßen Folie jeweils Öffnungen enthalten, die sich in zumindest einer Eigenschaft, wie etwa ihrem Durchmesser, unterscheiden. Weiterhin ist vorstellbar, dass in verschiedenen Teilbereichen der Oberfläche der erfindungsgemäßen Folie die Öffnungen unterschiedliche Flächenanteile an der gesamten Oberfläche besagter Teilbereiche besitzen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen deformierbare Folie ist die deformierbare Folie dadurch herstellbar, dass eine Vorform einem Verstreckungsprozess und einem Entmischungsprozess, bei welchem mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und mindestens eine sich von der ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase unterscheidende zweite anorganische nicht-metallische feste Phase entstehen, unterzogen wird und anschließend mindestens ein Teil der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase entfernt wird. Die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase unterscheiden sich vorzugsweise in ihrer Zusammensetzung voneinander. Vorzugsweise liegt das volumenprozentuale Verhältnis zwischen der mindestens einen ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase und der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase zwischen 9:1 und 1:9, besonders bevorzugt zwischen 7:3 und 1:3, ganz besonders bevorzugt zwischen 3:1 und 1:1.
Durch diese bevorzugte Ausführungsform wird eine leichte und unkomplizierte Herstellung der erfindungsgemäßen Folie gewährleistet. Durch den Verstreckungsprozess (bzw. Verziehungsprozess) kann die Dicke der Folie auf einfache und genaue Weise eingestellt werden. Der Entmischungsprozess mit dem anschließenden Entfernen der zusätzlichen anorganischen nicht-metallischen festen Phase bzw. eines Teils davon ermöglicht auf einfache Weise die Bildung von Poren in der Folie, wobei die Porosität und der mittlere Porendurchmesser bzw. die Porengröße auf einfache und genaue Weise eingestellt werden können. Die Einstellung der Porosität wird dabei beispielsweise durch die Wahl des volumenprozentualen Verhältnisses zwischen der mindestens einen ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase und der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase erreicht.
Vorzugsweise enthält die Vorform ein Material oder besteht aus diesem, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Poren Porenwände aufweisen, die

- zumindest bereichsweise kristallin und/oder zumindest bereichsweise amorph sind, und/oder
- zumindest bereichsweise mit Hydroxylgruppen bedeckt sind, bevorzugt mit einer Dichte von einer Hydroxylgruppe pro nm² Fläche der Porenwände, besonders bevorzugt mit einer Dichte von mehr als 5 Hydroxylgruppen pro nm² Fläche der Porenwände, und/oder
- Oberflächen mit Oberflächenenergien von mehr als 10 mJ/m², bevorzugt mehr als 100 mJ/m², besonders bevorzugt mehr als 200 mJ/m², aufweisen.

Die Oberflächenenergien können beispielsweise bestimmt werden mit IGC (Inverser Gaschromatographie) oder mit Kontaktwinkelmessung oder nach bzw. in Anlehnung an DIN EN 828 oder DIN EN 55660 oder ISO 15989:2004. Durch eine hohe Oberflächenenergie kann eine Behinderung der Beladung der Poren mit einem Gastmaterial vermieden werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Oberflächen der Porenwände dispersive Anteile der Oberflächenergien von > 1 mJ/m², bevorzugt > 10 mJ/m² und besonders bevorzugt > 40 mJ/m² auf.
Sind die Porenwände mit Hydroxylgruppen bedeckt, können diese beispielsweise ionisiert werden, um Oberflächenladungen zu erzeugen. Auf diese Weise können die Eigenschaften der Folie beeinflusst bzw. verbessert werden. Weiterhin ist es bei der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie bevorzugt, dass die Poren zumindest in Teilbereichen der deformierbaren Folie anisotrope Poren (bzw. anisotrop orientierte Poren) sind. Die deformierbare Folie kann hierbei zumindest bereichsweise ein anisotropes Porennetzwerk aufweisen. Die Poren weisen besonders bevorzugt eine räumliche Vorzugsrichtung auf, welche durch einen Hermans-Orientierungsparameter von mindestens 0,1, bevorzugt von mehr als 0,5, besonders bevorzugt von mehr als 0,9, gekennzeichnet ist. Der Hermans-Orientierungsparameter kann dabei mit SAXS-Messungen (Small-angle X-ray scattering) bestimmt werden bzw. aus den aus den SAXS-Messungen erhaltenen Daten berechnet werden. Dadurch, dass die erfindungsgemäße Folie anisotrope Poren bzw. Poren mit einer räumlichen Vorzugsrichtung aufweist, können in der Folie bzw. in den Poren der Folie beispielsweise Kristalle mit einer Vorzugsorientierung erhalten werden. Es ergeben sich somit vorteilhafterweise spezielle Verwendungsmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Folie.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie ist die Oberfläche der mehrere oder aller der zumindest bereichsweise mit einer Schicht bedeckt, die vorzugsweise

- eine Dicke von weniger als 50 nm, bevorzugt von weniger als 5 nm, besonders bevorzugt von weniger als 1 nm, aufweist, und/oder
- den Porenquerschnitt ganz oder teilweise ausfüllt, und/oder
- kovalent, bevorzugt über Thiol-Gruppen, Silan-Gruppen, Halogensilan-Gruppen, Alkoxysilan-Gruppen, Phosphonat-Gruppen und/oder 1-Alkenyl-Gruppen, an die Oberfläche der Porenwände gebunden ist, und/oder
- einen Kristallinitätsgrad größer als 30 Volumenprozent, bevorzugt größer als 90 Volumenprozent, besonders bevorzugt größer 99 Volumenprozent, aufweist oder zu mehr als 80 Volumenprozent, bevorzugt zu mehr als 90 Volumenprozent, besonders bevorzugt zu mehr als 99 Volumenprozent als einheitliches Polymorph vorliegt, und/oder
- funktionelle Gruppen aufweist, die keine Bindungen zur Oberfläche der Porenwände ausbilden, und/oder
- Nanopartikel mit Durchmessern von 1 nm bis 500 nm; mindestens ein Polymer; mindestens ein Monomer; mindestens ein Arzneimittel; mindestens eine photovernetzbare Komponente; mindestens eine thermisch vernetzbare Komponente; mindestens eine Säure; mindestens eine Base; mindestens eine Komponente, die auf einer Oberfläche selbstorganisierende Monoschichten bilden kann; mindestens eine Sol-Gel-Formulierung; mindestens eine Vorläuferverbindung für ein anorganisches Oxid; mindestens eine Vorläuferverbindung für amorphe, in Teilbereichen kristalline, oder vollständig kristalline Kohlenstoffmaterialien; mindestens einen Affinitäts-Tag; mindestens einen Antikörper; mindestens ein Antigen; DNA; RNA; mindestens ein Metall; mindestens ein Oxid; mindestens einen anorganischen Halbleiter; mindestens einen Farbstoff; mindestens einen lumineszierenden, fluoreszierenden, Licht aufkonvertierenden und/oder Licht herunterkonvertierenden Stoff; mindestens ein magnetisches, ferroelektrisches, piezoelektrisches, ferrielektrisches und/oder spinpolarisierbares Material; mindestens einen organischen und/oder polymeren Halbleiter; mindestens einen organischen und/oder polymeren Leiter; und/oder Kombinationen und/oder Mischungen hiervon enthält.

Die Schicht, mit welcher die Oberfläche der Porenwände zumindest bereichsweise bedeckt sein kann, kann die Porenwände im gesamten Porensystem oder in beliebigen Teilbereichen des Porensystems komplett oder teilweise bedecken. Die Schicht kann kovalent an die Oberfläche der Porenwände gebunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Schicht aber auch über van der Waals-Wechselwirkungen und/oder über Dispersionswechselwirkungen und/oder über Wechselwirkungen zwischen Dipolmomenten und/oder über Wasserstoffbrückenbindungen und/oder über ionische Wechselwirkungen und/oder über elektrostatische Wechselwirkungen und/oder über Komplexbindungen und/oder über chemische Bindungen allgemein an die Oberfläche der Porenwände gebunden sein.
Die Schicht, mit welcher die Oberfläche der Porenwände zumindest bereichsweise bedeckt sein kann, kann gänzlich oder zumindest in Teilbereichen amorph sein. Auch kann die Schicht zumindest in Teilbereichen kristallin sein.
Vorzugsweise weist die Schicht, mit welcher die Oberfläche der Porenwände zumindest bereichsweise bedeckt sein kann, zumindest eine funktionelle Gruppe, die keine Bindungen zur Oberfläche der Porenwände bildet, oder beliebige Kombinationen aus zumindest zwei weiteren funktionellen Gruppen die jeweils keine Bindungen mit der Oberfläche der Porenwände bilden, auf. Vorzugsweise ist die funktionelle Gruppe ausgewählt aus Alkyl-Gruppen, Derivaten von Alkyl-Gruppen, Alkenyl-Gruppen, Alkinyl-Gruppen, PhenylGruppen, Derivaten von Phenyl-Gruppen, Halogenalkyl-Gruppen, Halogenaryl-Gruppen, Hydroxyl-Gruppen, Carbonyl-Gruppen, Aldehyd-Gruppen, Carboxyl-Gruppen, Keto-Gruppen, Carbonat-Gruppen, Ether-Gruppen, Ester-Gruppen, Alkoxy-Gruppen, Peroxo-Gruppen, Acetal-Gruppen, Halbacetal-Gruppen, Amino-Gruppen, Amido-Gruppen, Imino-Gruppen, Imido-Gruppen, Azido-Gruppen, Azo-Gruppen, Cyanat-Gruppen, Nitrat-Gruppen, NitriloGruppen, Nitrito-Gruppen, Nitro-Gruppen, Nitroso-Gruppen, Pyridino-Gruppen, ThiolGruppen, Sulfid-Gruppen, Disulfid-Gruppen, Sulfoxid-Gruppen, Sulfonyl-Gruppen, SulfinoGruppen, Sulfo-Gruppen, Thiocynanat-Gruppen, Sulfat-Gruppen, Sulfonat-Gruppen, Phosphin-Gruppen, Phosphonat-Gruppen und/oder Phosphat-Gruppen.
Die Schicht, mit welcher die Oberfläche der Porenwände zumindest bereichsweise bedeckt sein kann, enthält vorzugsweise zumindest ein Material oder besteht daraus, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

i) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die Nanopartikel mit Durchmessern von 1 nm bis 500 nm enthalten, welche
- • zumindest einen Halbleiter und/oder zumindest ein Metall und/oder zumindest ein Nichtmetall und/oder zumindest ein Oxid und/oder zumindest eine Art organischer Liganden an einem anorganischen Kern und/oder zumindest eine beliebige Kombination hiervon enthalten, und/oder
- • aus mehreren sich in zumindest einer Eigenschaft unterscheidenden Schichten bestehen, und/oder
- • zumindest in Teilbereichen magnetisch und/oder magnetisierbar und/oder ferroelektrisch und/oder fluoreszent sind, und/oder
- • Lichtemission im Wellenlängenbereich von 100 nm bis 10 µm und/oder Plasmonenabsorption aufweisen, und/oder
- • an sich gebundene Liganden und/oder in unmittelbarer Nähe zu ihrer Oberfläche befindliche Verbindungen aufweisen, welche oberflächenverstärkte Ramanstreuung (SERS) zeigen, und/oder
- • Aufkonversion von elektromagnetischer Strahlung und/oder downconversion von elektromagnetischer Strahlung und/oder Spinpolarisation oder Spinpolarisierbarkeit zeigen,
ii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest ein polymeres Material oder eine beliebige Kombinationen polymerer Materialien enthalten, wobei besagte polymere Materialien unter anderem ausgewählt sein können aus der Gruppe bestehend aus
- • organischen Polymeren wie Poly(p-xylylen), Polyacrylamid, Polyimiden, Polyestern, Polyolefinen, Polystyrolen, Polycarbonaten, Polyamiden, Polyethern, Polyphenylen, Polysilanen, Polysiloxanen, Polybenzimidazolen, Polybenzthiazolen, Polyoxazolen, Polysulfiden, Polyesteramiden, Polyarylenvinylenen, Polylactiden, Polyetherketonen, Polyurethanen, Polysulfonen, Ormoceren, Polyacrylaten, Siliconen, vollaromatischen Copolyestern, Poly-N-vinylpyrrolidon, Polyhydroxyethylmethacrylat, Polymethylmethacrylat, Polyethylenterephthalat, Polybutylentherephthalat, Polymethacrylnitril, Polyacrylnitril, Polyvinylacetat, Neopren, Buna N, Polybutadien, Polyethylenen,
- • fluorhaltigen Polymeren wie Polyvinylidenfluorid, Polytrifluorethylen, Polytretrafluorethylen, Polyhexafluorpropylen,
- • biologischen Polymeren wie Polysacchariden, Cellulose (modifiziert oder nichtmodifiziert), Alginaten, Polypeptiden, Collagen, DNA, RNA,
- • Polymeren, die aus mindestens zwei verschiedenen Wiederholungseinheiten aufgebaut sind, bevorzugt in Form von statistischen Copolymeren, Blockcopolymeren, Propfcopolymeren, Dendrimeren,
- • Copolymeren, die fluorhaltige Comonomere, bevorzugt fluorhaltige Comonomere, die sich aus Fluorethylen, Difluorethylen, Trifluorethylen, Tetrafluorethylen oder Hexafluorpropylen ableiten, enthalten,
- • Blockcopolymeren, die zumindest zwei Blöcke unterschiedlicher Polarität enthalten, wobei besagte Blöcke unter anderem ausgewählt sein können aus Polystyrol-Blöcken und/oder Polyisopren-Blöcken und/oder Polybutadien-Blöcken und/oder Polypropylen-Blöcken und/oder Polyethylen-Blöcken und/oder Poly(methylmethacrylat)-Blöcken und/oder Poly(vinylpyridin)-Blöcken und/oder Poly(vinylpyrrolidon)-Blöcken und/oder Poly(vinylalkohol)-Blöcken und/oder Poly(ethylenoxid)-Blöcken und/oder Poly(propylenoxid)-Blöcken und/oder Poly(butylmethacrylat)-Blöcken und/oder Poly(N-isopropylacrylamid)-Blöcken und/oder Poly(dimethylsiloxan)-Blöcken und/oder Polyacrylat-Blöcken und/oder Poly(vinylacetat)-Blöcken und/oder Poly(vinyliden difluorid)-Blöcken und/oder Polythiophen-Blöcken und/oder Poly( styrolsulfonat)-Blöcken,
- • Dendrimeren und/oder sternartigen Polymeren und/oder kammartigen Polymeren,
- • Polyelektrolyten,
- • leitfähigen und halbleitenden Polymere,
- • sowie Mischungen hiervon,
iii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest ein Monomer oder beliebige Kombinationen von Monomeren enthalten, wobei besagte Monomere unter anderem ausgewählt sein können aus der Gruppe bestehend aus den Monomeren für
- • organische Polymere wie Poly(p-xylylen), Polyacrylamid, Polyimiden, Polyestern, Polyolefinen, Polystyrolen, Polycarbonaten, Polyamiden, Polyethern, Polyphenylen, Polysilanen, Polysiloxanen, Polybenzimidazolen, Polybenzthiazolen, Polyoxazolen, Polysulfiden, Polyesteramiden, Polyarylenvinylenen, Polylactiden, Polyetherketonen, Polyurethanen, Polysulfonen, Ormoceren, Polyacrylaten, Siliconen, vollaromatischen Copolyestern, Poly-N-vinylpyrrolidon, Polyhydroxyethylmethacrylat, Polymethylmethacrylat, Polyethylenterephthalat, Polybutylentherephthalat, Polymethacrylnitril, Polyacrylnitril, Polyvinylacetat, Neopren, Buna N, Polybutadien, Polyethylenen,
- • fluorhaltige Polymere wie Polyvinylidenfluorid, Polytrifluorethylen, Polytretrafluorethylen, Polyhexafluorpropylen,
- • biologische Polymere wie Polysacchariden, Cellulose (modifiziert oder nichtmodifiziert), Alginaten, Polypeptiden, Collagen, DNA, RNA,
- • Dendrimere,
- • leitfähige und halbleitende Polymere,
- • sowie Mischungen hiervon,
iv) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest ein Arzneimittel enthalten,
v) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine photovernetzbare Komponente enthalten, vi) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine thermisch vernetzbare Komponente enthalten,
vii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine Säure enthalten,
viii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine Base enthalten,
ix) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine Verbindung enthalten, die über eine Ankergruppe an Oberflächen binden kann, wobei besagte Ankergruppe unter anderem ausgewählt sein kann aus Thiol-Gruppen, Silan-Gruppen, Halogensilan-Gruppen, Alkoxysilan-Gruppen, Phosphonat-Gruppen und 1-Alkyl-Gruppen,
x) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine Komponente enthalten, die auf einer Oberfläche SAMs („self assembled monolayers“) bilden kann,
xi) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine Komponente enthalten, die zumindest zwei funktionelle Gruppen enthält, wobei bevorzugt eine der besagten funktionellen Gruppen an die Porenwand binden kann und zumindest eine weitere der besagten funktionellen Gruppen die Immobilisierung von weiteren Verbindungen und/oder chemische Funktionalisierung erlaubt und wobei besagte Gruppen vorzugsweise ausgewählt sind aus Alkyl-Gruppen, Derivaten von Alkyl-Gruppen, Alkenyl-Gruppen, Alkinyl-Gruppen, Phenyl-Gruppen, Derivaten von Phenyl-Gruppen, Halogenalkyl-Gruppen, HalogenarylGruppen, Hydroxyl-Gruppen, Carbonyl-Gruppen, Aldehyd-Gruppen, Carboxyl-Gruppen, Keto-Gruppen, Carbonat-Gruppen, Ether-Gruppen, Ester-Gruppen, Alkoxy-Gruppen, Peroxo-Gruppen, Acetal-Gruppen, Halbacetal-Gruppen, Amino-Gruppen, Amide-Gruppen, Imine-Gruppen, Imide-Gruppen, Azide-Gruppen, Azo-Gruppen, Cyanat-Gruppen, NitratGruppen, Nitrile-Gruppen, Nitrite-Gruppen, Nitro-Gruppen, Nitrose-Gruppen, PyridinoGruppen, Thiol-Gruppen, Sulfid-Gruppen, Disulfid-Gruppen, Sulfoxid-Gruppen, SulfonylGruppen, Sulfino-Gruppen, Sulfo-Gruppen, Thiocynanat-Gruppen, Sulfat-Gruppen, SulfonatGruppen, Phosphin-Gruppen, Phosphonat-Gruppen und/oder Phosphat-Gruppen,
xii) Sol-Gel-Formulierungen, bevorzugt Sol-Gel-Formulierungen, die zumindest eine der folgenden Komponenten oder beliebige Kombinationen folgender Komponenten enthalten: Vorläuferverbindungen für Siliciumoxid, Vorläuferverbindungen für Titanoxid, Vorläuferverbindungen für Aluminiumoxid, Vorläuferverbindungen für Tantaloxid, Vorläuferverbindungen für Oxide von Halbleitern oder Metallen, Vorläuferverbindungen für amorphe oder in Teilbereichen kristalline oder vollständig kristalline Kohlenstoffmaterialien, Tenside, amphiphile Blockcopolymere,
xiii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine Vorläuferverbindung für ein Metall enthalten, welches unter anderem ausgewählt sein kann aus Gold, Silber, Platin, Palladium, Wolfram, Kupfer, Titan, Aluminium, Tantal,
xiv) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine Vorläuferverbindung für anorganische Oxide enthalten, wobei besagte anorganische Oxide unter anderem ausgewählt sein können aus Siliciumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid und Tantaloxid,
xv) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die zumindest eine Vorläuferverbindung für amorphe oder in Teilbereichen kristalline oder vollständig kristalline Kohlenstoffmaterialien enthalten,
xvi) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die Affinitäts-Tags und/oder Antikörper und/oder Antigene und/oder DNA und/oder RNA enthalten,
xvii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die in ihrem flüssigen und/oder verfestigten Zustand durch Einwirkung von elektromagnetischer Strahlung und/oder von elektrischen Feldern und/oder von magnetischen Feldern und/oder durch Einwirkung von Phononen in zumindest einer ihrer Eigenschaften reversibel und/oder irreversibel verändert werden können,
xviii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die Kombinationen aus zwei oder mehreren Polymeren und/oder anorganischen Materialien enthalten,
xix) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die Metalle, vorzugsweise Gold, Silber, Platin, Palladium, Wolfram, Kupfer, Titan, Aluminium, Tantal, oder beliebige Kombinationen von Metallen enthalten,
xx) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulvern, die Oxide, die zumindest ein Metall und Sauerstoff oder zumindest einen Halbleiter und Sauerstoff, vorzugsweise Siliziumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid und Tantaloxid enthalten,
xxi) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulver, die anorganische Halbleiter, vorzugsweise Silizium, enthalten, xxii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulver, die Farbstoffe enthalten,
xxiii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulver, die lumineszierende und/oder fluoreszierende und/oder Licht aufkonvertierende und/oder Licht herunterkonvertierende Stoffe enthalten,
xxiv) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulver, die magnetische und/oder ferroelektrische und/oder piezoelektrische und/oder ferrielektrische und/oder spinpolarisierbare Materialien enthalten,
xxv) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulver, die organische und/oder polymere Halbleiter enthalten,
xxvi) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulver, die organische und/oder polymere elektrische Leiter enthalten,
xxvii) Flüssigkeiten, Schmelzen, Mischungen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, ionischen Flüssigkeiten, Gläsern, Feststoffen oder Pulver, die Flüssigkristalle enthalten,
xxviii) sowie Mischungen hiervon.

Allgemein weist eine bevorzugte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie an der Oberfläche der Porenwände mehr als eine funktionelle Gruppe pro Quadratnanometer, besonders bevorzugt mehr als 5 funktionelle Gruppen pro Quadratnanometer, besonders bevorzugt mehr als 10 funktionelle Gruppen pro Quadratnanometer, auf. Denkbar ist jedoch auch, dass die Oberfläche der Porenwände mit Schichten bedeckt sind, die Alkylketten und/oder perfluorierte Alkylketten und/oder Alkylketten, welche zumindest eine weitere funktionelle Gruppe tragen, und/oder perfluorierte Alkylketten, welche zumindest eine weitere funktionelle Gruppe tragen, enthalten.
Weiterhin können die Eigenschaften der Oberflächen der Porenwände erfindungsgemäßer Materialien in vorteilhafter Weise verbessert werden, wenn diese Oberflächenladungen aufweisen, wobei diese positiv oder negativ sein können. Derartige Oberflächenladungen können beispielsweise durch Ionisierung der Hydroxylgruppen erzeugt werden. Ebenso ist denkbar, dass Oberflächenladungen in Material enthalten sind oder in Material erzeugt werden. Weiterhin ist vorstellbar, dass funktionelle Gruppen geladen sind, oder Oberflächenladungen durch Umsetzung funktioneller Gruppen erzeugt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle der Poren zumindest teilweise mit einem Gastmaterial gefüllt sind, welches vorzugsweise

- einen Kristallinitätsgrad größer als 30 Volumenprozent, bevorzugt größer als 90 Volumenprozent, besonders bevorzugt größer als 99 Volumenprozent, aufweist oder zu mehr als 80 Volumenprozent, bevorzugt zu mehr als 90 Volumenprozent, besonders bevorzugt zu mehr als 99 Volumenprozent als einheitliches Polymorph vorliegt, und/oder
- Nanopartikel mit Durchmessern von 1 nm bis 500 nm; mindestens ein Polymer; mindestens ein Monomer; mindestens ein Arzneimittel; mindestens eine photovernetzbare Komponente; mindestens eine thermisch vernetzbare Komponente; mindestens eine Säure; mindestens eine Base; mindestens eine Komponente, die auf einer Oberfläche selbstorganisierende Monoschichten bilden kann; mindestens eine Sol-Gel-Formulierung; mindestens eine Vorläuferverbindung für ein anorganisches Oxid; mindestens eine Vorläuferverbindung für amorphe, in Teilbereichen kristalline, oder vollständig kristalline Kohlenstoffmaterialien; mindestens einen Affinitäts-Tag; mindestens einen Antikörper; mindestens ein Antigen; DNA; RNA; mindestens ein Metall; mindestens ein Oxid; mindestens einen anorganischen Halbleiter; mindestens einen Farbstoff; mindestens einen lumineszierenden, fluoreszierenden, Licht aufkonvertierenden und/oder Licht herunterkonvertierenden Stoff; mindestens ein magnetisches, ferroelektrisches, piezoelektrisches, ferrielektrisches und/oder spinpolarisierbares Material; mindestens einen organischen und/oder polymeren Halbleiter; mindestens einen organischen und/oder polymeren Leiter; und/oder Kombinationen und/oder Mischungen hiervon enthält.

Das Gastmaterial kann gänzlich oder zumindest in Teilbereichen amorph sein. Auch kann das Gastamaterial zumindest in Teilbereichen kristallin sein.
Das Gastmaterial enthält vorzugsweise zumindest ein Material oder besteht daraus, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie zeichnet sich dadurch aus, dass das Gastmaterial in Bereichen lokalisiert ist, in denen das Porensystem orientiert ist. Dies bedeutet, dass das Gastmaterial in anisotropen Poren (bzw. anisotrop orientierten Poren) angeordnet sein kann. So kann die Kristallisation von Gastmaterial so gesteuert werden, dass die Kristalle eine Vorzugsorientierung aufweisen. Bevorzugt weisen dabei die Kristallorientierungen einen Hermans-Orientierungsparameter von größer 0,1, besonders bevorzugt von größer 0,8, ganz besonders bevorzugt von größer 0,95, auf. Zudem ist es besonders bevorzugt, dass die in anisotropen Poren angeordneten Kristalle des Gastmaterials raue Kristallflächen, vorzugsweise mit hohen Oberflächenenergien und hohen Auflöseraten senkrecht zu den Längsachsen der Poren, aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie zeichnet sich dadurch aus, dass die deformierbare Folie

- einen Mindestbiegeradius aufweist, der kleiner als 10 m, bevorzugt kleiner als 1m, besonders bevorzugt kleiner als 1 cm, ganz besonders bevorzugt kleiner als 100 µm, ist, und/oder
- eine Eigenfrequenz aufweist, die mehr als 1 Hz, bevorzugt mehr als 10 Hz, besonders bevorzugt mehr als 20 Hz, beträgt, und/oder
- eine optische Transparenz bei λ = 450 nm von über 10 %, bevorzugt von über 70 %, besonders bevorzugt von über 90 %, aufweist, und/oder
- eine Luft-Permeabilität von über 1 · 10^-5 cm²s^-1, bevorzugt von 1 - 10^-3 cm²s^-1, besonders bevorzugt von 5 . 10^-2 cm²s^-1, aufweist.

Vorzugsweise wird der Mindestbiegeradius dabei bestimmt nach bzw. in Anlehnung an DIN EN ISO 6721. Der Mindestbiegeradius ist ein Maß für die Deformierbarkeit der erfindungsgemäßen Folie. Die erfindungsgemäße Folie kann somit aufgrund der gewählten Bereiche für die Dicke der Folie, die Porosität der Folie sowie den mittleren Porendurchmesser der Poren einen geringen Mindestbiegeradius aufweisen.
Die optische Transparenz kann beispielsweise bestimmt werden nach bzw. in Anlehnung an DIN EN ISO 13468 oder DIN ISO 10110. Die Luft-Permeabilität kann beispielsweise bestimmt werden nach bzw. in Anlehnung an DIN 53536:1992-10 oder DIN 51935:1993-08 oder NF EN ISO 6179:2010-07-01.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische nicht-metallische Material

- eine Biegefestigkeit von mehr als 0,1 N/mm², bevorzugt von mehr als 10 N/mm², besonders bevorzugt von mehr als 30 N/mm², aufweist, und/oder
- eine Zugfestigkeit von mehr als 1 N/mm², bevorzugt von mehr als 10 N/mm², besonders bevorzugt von mehr als 30 N/mm², aufweist, und/oder
- eine Druckfestigkeit von mehr als 1 N/mm², bevorzugt von mehr als 10 N/mm², besonders bevorzugt von mehr als 100 N/mm², aufweist, und/oder
- ein Biegemodul von weniger als 100 GPa bevorzugt von weniger als 50 GPa, besonders bevorzugt von weniger als 1 GPa, aufweist, und/oder
- ein Elastizitätsmodul von weniger als 100 GPa bevorzugt von weniger als 50 GPa, besonders bevorzugt von weniger als 1 GPa, aufweist, und/oder
- eine Bruchzähigkeit von mehr als 0,01 Nm^1/2/mm^-2, bevorzugt von mehr als 0,05 Nm^1/2/mm^-2, besonders bevorzugt von mehr als 1 Nm^1/2/mm^-2, aufweist.

Die Biegefestigkeit kann dabei beispielsweise bestimmt werden nach bzw. in Anlehnung an DIN 53435 oder ASTM D 790 oder DIN EN ISO 178. Die Zugfestigkeit kann beispielsweise bestimmt werden nach bzw. in Anlehnung an DIN53457 oder DIN 53504 oder DIN EN ISO 527. Die Druckfestigkeit kann beispielsweise bestimmt werden nach bzw. in Anlehnung an DIN 53457 oder DIN EN ISO 12543 oder DIN EN 13541 oder DIN EN ISO 604. Das Biegemodul kann beispielsweise bestimmt werden nach bzw. in Anlehnung an DIN 53457 oder ASTM D 790 oder DIN EN ISO 178. Das Elastizitätsmodul kann beispielsweise bestimmt werden nach bzw. in Anlehnung an DIN 53457 oder DIN 53504 oder ASTM D 790. Die Bruchzähigkeit kann beispielsweise bestimmt werden nach bzw. in Anlehnung an DIN EN ISO 12737 oder DIN EN 13024-1. Die hier genannten Parameter sind ein Maß für die mechanische Stabilität bzw. für die Deformierbarkeit der erfindungsgemäßen Folie. Die erfindungsgemäße Folie kann aufgrund der gewählten Bereiche für die Dicke der Folie, die Porosität der Folie sowie den mittleren Porendurchmesser der Poren einen eine hohe Biegefestigkeit, eine hohe Zugfestigkeit, eine hohe Druckfestigkeit, eine hohe Bruchzähigkeit, einen niedrigen Biegemodul und/oder ein niedriges Elastizitätsmodul aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die äußere Oberfläche der deformierbaren Folie zumindest bereichsweise mit einem zusätzlichen festen Material bedeckt, wobei das Material vorzugsweise

- verschiedene parallel zur äußeren Oberfläche der deformierbaren Folie angeordnete Schichten enthalten kann, die sich zumindest in ihrer stofflichen Zusammensetzung, in ihrer Dichte, in ihrer Kristallinität, in ihrer Kornstruktur, in ihrer Porosität, in ihrer mesoskopischen Feinstruktur und/oder in ihrer makroskopischen Feinstruktur voneinander unterscheiden, und/oder
- zumindest bereichsweise bioabbaubar, chemisch abbaubar, durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung abbaubar und/oder durch Einwirkung von Wärme abbaubar ist, und/oder
- zumindest bereichsweise porös ist, und/oder
- zumindest teilweise selektiv permeabel ist, und/oder
- zumindest teilweise selektiv strahlungsdurchlässig ist.

Dabei kann das feste Material Öffnungen der Poren in ihrer Gesamtheit bedecken und/oder einen ausgewählten Teil dieser Öffnungen bedecken und/oder solche Bereiche der Oberfläche der erfindungsgemäßen Folie zumindest in Teilbereichen bedecken, die keine Porenöffnungen aufweisen. Ebenso ist denkbar, dass die gesamte Oberfläche der erfindungsgemäßen Materialien von dem festen Material bedeckt ist. Auch kann zumindest in beliebigen Teilbereichen der Oberfläche der erfindungsgemäßen Folie und/oder auf der gesamten Oberfläche der erfindungsgemäßen Folie die stoffliche Zusammensetzung des festen Materials räumlich variieren. So kann das feste Material derart ausgeführt sein, dass es zumindest in Teilbereichen verschiedene Schichten parallel zur Oberfläche enthält, die sich in zumindest einer Eigenschaft unterscheiden, welche beispielsweise ausgewählt sein kann aus stofflicher Zusammensetzung und/oder Dichte und/oder Kristallinität und/oder Kornstruktur und/oder Porosität und/oder mesoskopischer Feinstruktur und/oder makroskopischer Feinstruktur. Auch ist denkbar, dass sich im festen Material zumindest in Teilbereichen zumindest eine Eigenschaft entlang einer beliebigen Raumrichtung, welche unter anderem senkrecht und/oder parallel und/oder beliebig verkippt zur Oberfläche der Folie sein kann, ändert. Diese Eigenschaft kann wiederum unter anderem ausgewählt sein aus stofflicher Zusammensetzung und/oder Dichte und/oder Kristallinität und/oder Kornstruktur und/oder Porosität und/oder mesoskopischer Feinstruktur und/oder makroskopischer Feinstruktur und/oder Porenorientierung. Das feste Material kann zumindest in Teilbereichen porös und/oder bioabbaubar und/oder unter ausgewählten Bedingungen chemisch abbaubar und/oder durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung abbaubar und/oder durch Einwirkung von Wärme abbaubar und/oder für ausgewählte Stoffe permeabel und/oder für auswählte Stoffe impermeabel und/oder für elektromagnetische Strahlung ausgewählter Wellenlängenbereiche permeabel und/oder für elektromagnetische Strahlung ausgewählter Wellenlängenbereiche impermeabel sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie lässt sich die deformierbare Folie aufwickeln. Besonders bevorzugt liegt die Folie aufgewickelt oder in einer aufgewickelten Form vor.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform lässt sich die deformierbare Folie an unebene und/oder gekrümmte Substrate derart anpassen, dass die deformierbare Folie konformen Kontakt mit den Substraten ausbildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform lässt sich die deformierbare Folie während ihres Gebrauchs in ihrer Form ändern oder in Schwingungen versetzen, so dass die deformierbare Folie bei Einwirken von Druck oder von Kräften mit elastischer Verformung sowie bei Einwirken periodischer Druck- und/oder Kraftmodulationen mit periodischer elastischer Verformung reagieren kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die deformierbare Folie eine obere Gebrauchstemperatur von über 100°C, bevorzugt von über 250°C, besonders bevorzugt von über 500°C, ganz besonders bevorzugt von über 800°C aufweist. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die deformierbare Folie eine untere Gebrauchstemperatur von weniger als 200°C, bevorzugt von weniger als 0°C, besonders bevorzugt von weniger als -50°C, ganz besonders bevorzugt von weniger als -150°C aufweist.
Zudem ist es bevorzugt, wenn die erfindungsgemäße deformierbare Folie eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit aufweist. Hierbei kann die deformierbare Folie beispielsweise innerhalb von Temperaturintervallen von 10°C bis 700°C, bevorzugt von -50°C bis 700°C, besonders bevorzugt von -150°C bis 800°C eingesetzt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Eigenschaft der deformierbaren Folie durch zumindest einen externen Stimulus veränderbar, bevorzugt schaltbar, ist. Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass mindestens eine Eigenschaft der deformierbaren Folie ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Absorptionsvermögen für elektromagnetische Wellen, der Transparenz, der Farbigkeit, der thermischen Leitfähigkeit, der elektrischen Leitfähigkeit, der mechanischen Deformierung, der Verbiegung, der Verdrillung, der Permselektivität für ausgewählte Stoffe, der ionischen Permselektivität, der Löslichkeit für mindestens eine bestimmte Substanz, und Kombinationen hiervon, durch Einwirkung mindestens eines Stimulus ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Licht, radioaktiver Strahlung, elektrischen Feldern, magnetischen Feldern, Temperaturänderungen, mechanischen Deformationen, Änderungen des pH-Werts, Redoxreaktionen, und Kombinationen hiervon, veränderbar, bevorzugt schaltbar, ist.
Die mindestens eine Eigenschaft ist dabei durch Einwirkung von mindestens einem Stimulus änderbar bzw. schaltbar. Dies bedeutet, dass sich die mindestens eine Eigenschaft durch Einwirkung von mindestens einem Stimulus ändert, bzw. dass die mindestens eine Eigenschaft durch Einwirkung von mindestens einem Stimulus geschaltet wird. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße deformierbare Folie hierbei ein Material enthalten, welches durch Einwirkung von zumindest einem Stimulus zumindest eine Eigenschaft ändert bzw. von welchem durch Einwirkung von zumindest einem Stimulus zumindest eine Eigenschaft geschaltet wird.
Der Stimulus kann unter anderem ausgewählt sein aus Licht, beliebigen Formen elektromagnetischer Strahlung, beliebigen Formen radioaktiver Strahlung, elektrischen Feldern, magnetischen Feldern, Temperaturänderungen, mechanischer Deformation, Einwirkung mechanischer Kräfte, Durchführung einer Biegung und/oder einer Verdrillung und/oder eines beliebigen Knickprozesses und/oder eines Drillknick-Vorganges und/oder eines Biegedrillknick-Vorganges, Änderungen des pH-Werts sowie Redoxreaktionen vorzugweise in Verbindung mit der Durchleitung von zumindest einem oxidierenden/reduzierenden Gas zumindest durch beliebige Teilbereiche von Folgeprodukt. Selbstverständlich können auch beliebige Kombinationen verschiedener Stimuli eingesetzt werden, um zumindest eine Eigenschaft zu verändern.
Ein Stimulus kann beispielsweise in Form einer einmaligen Veränderung seiner Stärke auf das Material bzw. die Folie einwirken, wo bei diese Änderung unter anderem stufenartig-instantan oder in Form einer Rampe durchgeführt werden kann. Besagte Rampe kann linear sein oder einen beliebigen nichtlinearen Verlauf aufweisen. Auch kann der Stimulus in Form eines einmaligen Signals auf das Material bzw. die Folie einwirken, wobei die Stärke des Stimulus einem ansonsten beliebigen zeitlichen Profil folgend von einem Ausgangswert auf einen Zwischenwert und anschließend auf einen Zielwert gebracht wird.
Auch ist denkbar, den Stimulus zumindest innerhalb eines bestimmten Zeitraumes periodisch zu verändern, wobei die Amplitude des zeitlichen Profils der Stärke des Stimulus und/oder die Frequenz des zeitlichen Profils der Stärke des Stimulus und/oder die Form der periodischen Impulse des Stimulus beliebig gewählt werden können. Das zeitliche Profil der Stärke des Stimulus kann eine beliebige periodische Form aufweisen. Vorteilhafte Ausführungsvarianten einer periodischen Änderung des Stimulus und/oder einer beliebigen einmaligen und/oder einer beliebigen nichtperiodischen Änderung des Stimulus beinhalten das Einwirken des Stimulus auf Material in Form von Rechteckimpulsen und/oder Dreieck-Impulsen und/oder sinusförmigen Impulsen. Selbstverständlich kann das zeitliche Profil der Stärke des Stimulus zumindest innerhalb eines bestimmten Zeitraumes beliebige nichtperiodische Änderungen der Stärke des Stimulus aufweisen, wobei besagte Änderungen der Stärke des Stimulus unter anderem stufenförmig und/oder in linearer kontinuierlicher Form und/oder in nichtlinearer kontinuierlicher Form ausgeführt werden können.
Vorteilhaft kann eine in verschiedenen Raumrichtungen unterschiedliche Stärke des Stimulus sein. Ebenso kann vorteilhaft sein, dass die Stärke des Stimulus entlang verschiedener Raumrichtungen in verschiedener Weise in beliebiger periodischer und/oder nichtperiodischer Form verändert wird. Dabei ist denkbar, dass die Stärken des Stimulus für verschiedene Raumrichtungen in verschiedener Weise entweder in einer für verschiedene Raumrichtungen gekoppelten oder aber in einer für verschiedene Raumrichtungen völlig unabhängigen Art und Weise in beliebiger Form verändert werden.
Die Kopplung der Veränderung der Eigenschaften zumindest mit der Veränderung der Stärke eines Stimulus und/oder beliebige Kopplungen der Veränderungen der Eigenschaften miteinander können unter anderem auf verschiedene, nachfolgend dargestellte vorteilhafte Arten und Weisen erfolgen, welche beliebig miteinander kombinierbar sind:

a) Die Stärken der Eigenschaften werden instantan mit der Änderung der Stärke des Stimulus verändert.
b) Die Stärken der Eigenschaften werden zeitversetzt zur Änderung der Stärke des Stimulus verändert.
c) Die Stärken der Eigenschaftenverändern sich erst oberhalb und/oder unterhalb eines Schwellenwertes der Stärke des Stimulus.
d) Die Stärken der Eigenschaften verändern sich oberhalb und/oder unterhalb eines Schwellenwertes der Stärke des Stimulus irreversibel, so dass das Überschreiten und/oder Unterschreiten des Schwellenwertes der Stärke des Stimulus dauerhaft dokumentiert ist.
e) Das Einwirken des Stimulus führt unabhängig von der Stärke des Stimulus zu reversiblen und/oder irreversiblen Änderungen der Eigenschaften.
f) Eigenschaften lassen sich durch Variation der Stärke des Stimulus derart schalten, dass die Stärken der Eigenschaften durch die Stärke des Stimulus bestimmt werden, wobei das Schalten vorzugsweise über 5 Schaltzyklen, besonders bevorzugt über 1000 Schaltzyklen und ganz besonders bevorzugt über 100000 Schaltzyklen durchgeführt werden kann.
g) Eigenschaften lassen sich durch Variation der Stärke des Stimulus derart schalten, dass die Stärken der Eigenschaften zumindest zwei Zustände einnehmen, welche zumindest zwei verschiedenen Schaltzuständen entsprechen, wobei das Schalten vorzugsweise über 5 Schaltzyklen, besonders bevorzugt über 1000 Schaltzyklen und ganz besonders bevorzugt über 100000 Schaltzyklen durchgeführt werden kann.

Die Kopplung der Veränderung der Eigenschaften zumindest mit der Veränderung der Stärke eines Stimulus und/oder beliebige Kopplungen der Veränderungen der Eigenschaften miteinander können unter anderem in voneinander abhängiger oder aber in voneinander unabhängiger Weise erfolgen.
Die Kopplung der Veränderung der Eigenschaften zumindest mit der Veränderung der Stärke eines Stimulus und/oder beliebige Kopplungen der Veränderungen der Eigenschaften miteinander können für verschiedene Richtungen im Raum in gleicher oder aber in unterschiedlicher Weise erfolgen. Erfolgt die Kopplung der Veränderung der Eigenschaften zumindest mit der Veränderung der Stärke eines Stimulus und/oder erfolgen beliebige Kopplungen der Veränderungen der Eigenschaften miteinander in verschiedene Richtungen im Raum in unterschiedlicher Weise, können beliebige Beispiele besagter Kopplungen für verschiedene Richtungen im Raum in voneinander abhängiger oder aber in voneinander unabhängiger Weise erfolgen. Auch ist vorstellbar, die Kopplung der Veränderung der Eigenschaften zumindest mit der Veränderung der Stärke eines Stimulus und/oder beliebige Kopplungen der Veränderungen der Eigenschaften miteinander über eine Vorzugsausrichtung der Poren in Porenbereichen zu beeinflussen.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen deformierbaren Folie, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a) Bereitstellen einer Vorform,
b) Verstrecken und Entmischen der Vorform, wobei beim Entmischen mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und mindestens eine sich von der ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase unterscheidende zweite anorganische nicht-metallische feste Phase entstehen,
c) Entfernen mindestens eines Teils der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase, wodurch Poren entstehen.

In Schritt a) wird hierbei zunächst eine Vorform bereitgestellt. Vorzugsweise enthält die Vorform mindestens ein Material oder besteht aus diesem, das in einem nicht-entmischten Zustand vorliegt. Beispielsweise enthält die Vorform zwei Stoffe, die in einem nicht-entmischten Zustand vorliegen. In Schritt b) erfolgen anschließend ein Verstrecken (bzw. ein Verziehen) sowie ein Entmischen der Vorform. Hierbei kann das Verstrecken vor dem Entmischen, nach dem Entmischen, gleichzeitig mit dem Entmischen, oder teilweise gleichzeitig mit dem Entmischen erfolgen. Durch das Verstrecken kann die Vorform bzw. die hergestellte Folie stufenlos auf eine gewünschte Dicke eingestellt werden. Somit kann durch das Verstrecken die Dicke der hergestellten Folie stufenlos eingestellt werden. Beim Entmischen entstehen mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase, wobei sich die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase von der mindestens einen ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase unterscheidet, beispielsweise bezüglich der Zusammensetzung. In Schritt c) wird dann zumindest ein Teil der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase entfernt. Auf diese Weise entstehen Poren dort, wo sich der mindestens eine Teil der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase zuvor befunden hat. Durch den Entmischungsvorgang sowie durch das gewählte Verhältnis zwischen der mindestens einen ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase und der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase können die Porosität der hergestellten Folie und der mittlere Porendurchmesser (bzw. die Porengröße) der Poren der hergestellten Folie eingestellt werden, beispielsweise einen Porendurchmesser von 50 nm bei einer Porosität von 50 % bzw. ein Porendurchmesser von 100 nm bei einer Porosität von 70 %.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auf einfache Weise die Herstellung der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie ermöglicht. Insbesondere können so die Dicke und die Porosität der Folie sowie der mittlere Porendurchmesser der Poren auf einfache und genaue Weise eingestellt werden.
Durch den Entmischungsprozess in der Vorform wird ein Zustand erzeugt, der durch das Vorliegen von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Phasen gekennzeichnet ist, der mindestens einen ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase und der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase.
Vorzugsweise handelt es sich bei der mindestens einen ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase um eine persistente Phase. Unter einer persistenten Phase wird dabei eine Phase verstanden, die nach der Entfernung der mindestens zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase im Material als anorganische nicht-metallische feste Phase verbleibt.
Die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase unterscheiden sich vorzugsweise zumindest dadurch voneinander, dass sie eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen. Beispielsweise können beiden Phasen unterschiedliche Stoffe enthalten oder zumindest eine der beiden Phasen einen Stoff enthalten, den die andere Phase nicht enthält. Weiterhin ist es möglich, dass beide Phasen die gleichen Stoffe aber in einem unterschiedlichen Mischungsverhältnis enthalten.
Enthält die Vorform vor dem Entmischungsprozess beispielsweise zwei Stoffe in einem nicht-entmischten Zustand, würden nach dem Entmischungsprozess in den genannten zwei Phasen zumindest diese zwei Stoffe vorliegen, wobei sich die Mischungsverhältnisse der beiden Stoffe in den zwei Phasen jeweils unterscheiden. Hierbei ist auch denkbar, dass die Phasen jeweils aus den Reinstoffen bestehen, d.h. die erste Phase aus dem einen der beiden Stoffe besteht und die zweite Phase aus dem anderen der beiden Stoffe besteht.
Es ist unerheblich, ob der nicht-entmischte Zustand und/oder der entmischte Zustand (d.h. die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und/oder die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase) unter den jeweiligen Bedingungen instabil, metastabil oder stabil ist. So ist es z.B. denkbar, dass der nicht-entmischte Zustand ein thermodynamischer Gleichgewichtszustand ist, und dass die Entmischung zunächst durch eine Temperaturänderung und/oder durch lonenaustausch induziert wird, so dass der nicht-entmischte Zustand in einen Nichtgleichgewichtszustand überführt wird. Eine Entmischung ausgehend von diesem Nichtgleichgewichtszustand führt dann zur Bildung der mindestens einen ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase und der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase. Gleichfalls ist denkbar, dass der nicht-entmischte Zustand ein eingefrorener Nichtgleichgewichtszustand ist, welcher durch eine geeignete präparative Methode erzeugt wird. Ein entmischter Zustand kann durch geeignete Maßnahmen wie beispielsweise einer Temperaturerhöhung erzeugt werden, die wiederum die Dynamik des Nichtgleichgewichtszustandes so beschleunigt, dass durch Entmischung und damit einhergehend der Bildung von der mindestens einen ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase und der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase das System dem thermodynamischen Gleichgewicht zustrebt.
Der genannte nicht-entmischte Zustand und der genannte entmischte Zustand sowie auch der genannte Nichtgleichgewichtszustand und der genannte eingefrorene Nichtgleichgewichtszustand können dadurch gekennzeichnet sein, dass die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase und/oder die in diesen Phasen enthaltenen Stoffe über das gesamte Volumen der Folie bzw. der Vorform in konstanten Konzentrationen und/oder in konstanten Mischungsverhältnissen und/oder in konstanten Volumenverhältnissen vorliegen. Jedoch ist ebenso denkbar, dass die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase und/oder die in diesen Phasen enthaltenen Stoffe über das Volumen der der Folie bzw. der Vorform hinweg in variierenden Konzentrationen und/oder in variierenden Mischungsverhältnissen und/oder in variierenden Volumenverhältnissen vorliegen. Dabei kann der Übergang zwischen den Bereichen verschiedener Konzentrationen und/oder Mischungsverhältnisse und/oder Volumenverhältnisse stufenartig oder graduell erfolgen. Während oder nach der Entmischung können die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase und/oder die in diesen Phasen enthaltenen Stoffe über das Volumen der Folie bzw. der Vorform in konstanten Konzentrationen und/oder in konstanten Mischungsverhältnissen und/oder in konstanten Volumenverhältnissen vorliegen. Während oder nach Entmischung können die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase und/oder die in diesen Phasen enthaltenen Stoffe über das Volumen der Folie bzw. der Vorform jedoch auch in variierenden Konzentrationen und/oder in variierenden Mischungsverhältnissen und/oder in variierenden Volumenverhältnissen vorliegen. Dabei kann der Übergang zwischen den Bereichen verschiedener Konzentrationen und/oder Mischungsverhältnisse und/oder Volumenverhältnisse stufenartig oder graduell erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt während dem Verstrecken in Schritt b) ein orthogonales Gegenziehen. Auf diese Weise wird dem Auftreten von Einschnürungen im Verstreckungsprodukt bzw. in der hergestellten Folie entgegenwirkt.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden während dem Verstrecken (in Schritt b)) die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und/oder die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase parallel zu einer Zugeinrichtung ausgerichtet, sodass die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und/oder die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase nach dem Verstrecken zumindest in Teilbereichen der verstreckten Vorform eine anisotrope Orientierung aufweisen. Bei dieser Variante findet in Schritt b) das Verstrecken zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Entmischen und/oder zumindest teilweise nach dem Entmischen statt. Durch das Verstrecken erhält der Bereich der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase nun eine Vorzugsorientierung entlang der Ziehrichtung. Da dieser Bereich nach dem Entfernen der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase in Schritt c) schließlich die Poren in der resultierenden Folie bildet, erhalten folglich auch die Poren eine Vorzugsorientierung entlang der während dem Verstrecken angewandten Ziehrichtung. Somit können hierbei auf einfache Weise anisotrope Poren (bzw. anisotrop orientierte Poren) erhalten werden.
Weiterhin ist bevorzugt, dass beim Verstrecken (in Schritt b)) die Vorform unter Nutzung eines Ofens horizontal und anisotrop verzogen wird. Das horizontale Verstrecken bzw. Verziehen hat die Vorteile, dass eine vereinfachte Einlage der Vorform möglich ist, die Zugkraft senkrecht zur Gravitationskraft wirkt und damit eine höhere Qualität hinsichtlich der angestrebten Abmessungen wie Dicke und Einschnürungen über die gesamte Fläche der deformierbaren anorganischen Folie erreicht wird. Alternativ kann die Vorform aber auch vertikal und anisotrop verzogen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt beim Verstrecken (in Schritt b)) eine maximale Querschnittverringerung der Vorform von < 75 %, bevorzugt von < 50 %, besonders bevorzugt von < 25 %, ganz besonders bevorzugt von < 10 %, erfolgt. Vorzugsweise ist die Querschnittverringerung dabei unabhängig von der Dickenreduktion.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Entfernen des mindestens eines Teils der mindestens einen zusätzlichen anorganischen nicht-metallischen festen Phase durch eine Behandlung mit Wasser und/oder mindestens einem korrosiven Medium und/oder mindestens einer Säure, vorzugsweise Salzsäure, und/oder mindestens einer Base. Beispielsweise erfolgt eine Behandlung mit Wasser und/oder Salzsäure. Der Zeitraum der Behandlung beträgt dabei vorzugsweise weniger als 48 h, besonders bevorzugt weniger als 24. Durch die genannte Behandlung ist eine unkomplizierte Entfernung des mindestens einen Teils der mindestens einen zusätzlichen anorganischen nicht-metallischen festen Phase möglich.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die in Schritt b) entstehenden Phasen interpenetrierende Phasen.
Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorform ein Material enthält oder daraus besteht, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

a) anorganischen Gläsern, vorzugsweise oxidischen Gläsern, alkaliborat-haltigen Gläsern, Borosilikatgläsern, insbesondere Alkaliborosilikatgläsern, wobei die anorganischen Gläser optional Cer, Aluminium, Zirkonium, Titan, Erdalkalimetalle und/oder Alkalimetalle enthalten,
b) anorganischen Glaskeramiken, vorzugsweise oxidischen Glaskeramiken, alkaliborat-haltigen Glaskeramiken, Borosilikat-haltigen Glaskeramiken, insbesondere Alkaliborosilikat-haltigen Glaskeramiken, wobei die anorganischen Glaskeramiken optional Cer, Aluminium, Zirkonium, Titan, Erdalkalimetalle und/oder Alkalimetalle enthalten,
c) Oxiden, vorzugsweise SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, CeO₂, B₂O₃, und
d) Mischungen hiervon, die vorzugsweise mindestens ein anorganisches Oxid enthalten.

Mit diesen Materialien können auf besonders einfache Weise erfindungsgemäße Folien mit einer gewissen Deformierbarkeit und einer guten Bruchfestigkeit erhalten werden. Insbesondere sind hierbei die Herstellung der Poren sowie die Einstellung der Foliendicke, der Porosität und des mittleren Porendurchmessers auf einfache Weise möglich. Besonders bevorzugt ist das Material ein Borosilikatglas, insbesondere ein Alkaliborosilikatglas, oder eine Mischung aus Borosilikatgläsern, insbesondere aus Alkaliborosilikatgläsern.
Wird ein Borosilikatglas als Material in Vorform verwendet, entstehen beim Entmischen in Schritt b) eine silicatreiche Phase als erste anorganische nicht-metallische feste Phase und eine boratreiche Phase als zweite anorganische nicht-metallische feste Phase. In Schritt c) kann dann mindestens ein Teil der boratreichen Phase entfernt werden, wodurch Poren entstehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die in Schritt a) bereitgestellte Vorform eine Dicke von 0,05 mm bis 15,00 mm, bevorzugt von 1,00 mm bis 5,00 mm, besonders bevorzugt von 1,50 mm bis 3,00 mm, auf. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Vorform nach dem Verstrecken in Schritt b) eine Dicke aufweist, die 0,01 % bis 99 %, bevorzugt 0,1 % bis 50 %, besonders bevorzugt 0,1 % bis 20 %, der Dicke der in Schritt a) bereitgestellten Vorform entspricht. Die Dicke kann hierbei stufenlos auf den gewünschten Prozentanteil der Ausgangsdicke, d.h. der Dicke der in Schritt a) bereitgestellten Vorform, eingestellt werden. Somit kann auf sehr einfache Weise eine Dicke der herzustellenden Folie eingestellt werden, die in Kombination mit einer entsprechend eingestellten Porosität und einem entsprechen eingestellten mittleren Porendurchmesser zu einer Folie führt, welche deformierbar ist und eine gute mechanische Stabilität aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, dass in Schritt b) das Verstrecken vor dem Entmischen erfolgt, das Verstrecken gleichzeitig mit dem Entmischen erfolgt, oder das Verstrecken nach dem Entmischen erfolgt.
Ganz besonders bevorzugt erfolgt in Schritt b) das Verstrecken zumindest teilweise nach dem Entmischen und/oder zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Entmischen. Hierdurch kann letztlich eine Folie mit anisotropen Poren (bzw. anisotrop orientierten Poren) erhalten werden. Nachdem sich beim Entmischen mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase gebildet haben, können beim Verstrecken die Bereiche der zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase in eine Richtung gezogen und damit zumindest teilweise räumlich gleichausgerichtet werden. Beim Entfernen der zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase in Schritt c) entstehen dann schließlich in diesen Bereichen zumindest teilweise räumlich gleichausgerichtete bzw. anisotrope Poren.
Alternativ kann in Schritt b) das Verstrecken vor dem Entmischen erfolgen. Die auf diese Weise hergestellte Folie besitzt flächig (x-y-Richtung) begrenzte Porensysteme mit gleicher oder unterschiedlicher Porentextur.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass während einem der Schritte a) bis c) und/oder zwischen zwei der Schritte a) bis c) die Vorform, vorzugsweise mit einer bestimmten Kühlrate, gekühlt wird. Je nach Ausführung dieses Kühlschritts sowie der verwendeten Kühlrate können die Porenwände der hergestellten Folie in amorpher Form, in teilweise kristalliner Form oder in (hoch)kristalliner Form erhalten werden.
Vorzugsweise wird das Entmischen in Schritt b) nur in einem lokal begrenzten Bereich oder in mehreren lokal begrenzten Bereichen der Vorform durchgeführt. Auf diese Weise kann schließlich eine Folie erhalten werden, die lediglich in einem oder mehreren Teilbereichen Poren aufweist und somit teilporös ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Entmischen durch eine Zusammensetzungsänderung, vorzugsweise eine lokal begrenzte Zusammensetzungsänderung, und/oder durch eine Wärmeübertragung, vorzugsweise eine lokal begrenzte Wärmeübertragung. Insbesondere erfolgt das Entmischen über einen lonenaustausch. Durch diese Varianten ist ein einfaches Entmischen der Vorform möglich.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vorform nach dem Verstrecken, vorzugsweise nach Schritt b) oder c), aufgewickelt.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorform beim Verstrecken mit Kräften von 0,01 N/mm² bis 70 N/mm², bevorzugt mit Kräften von 0,5 N/mm² bis 10 N/mm², besonders bevorzugt mit Kräften von 1 N/mm² bis 3 N/mm², belastet wird.
Durch Anwendung dieser Kräfte ist ein einfaches Verstrecken der Folie auf die gewünschte Dicke möglich.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass im Anschluss an Schritt c) eine Behandlung der Folie mit einer Base, vorzugsweise NaOH, erfolgt. Durch eine solche basische Extraktion kann eine Entfernung von feindispersem Silica oder eine Porenvergröberung erreicht werden.
Vorzugsweise wird die Folie im Anschluss an Schritt c) gewaschen, bevorzugt in H₂O, und getrocknet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des Verfahrens wird die Vorform oder die Folie zugeschnitten, wobei das Zuschneiden vorzugsweise mithilfe eines Lasers oder durch mechanisches Schneiden erfolgt. Das Zuschneiden kann zwischen Schritt a) und b), zwischen Schritt b) und c), nach Schritt c), oder während Schritt b) zwischen dem Verstrecken und Entmischen durchgeführt werden. Das Zuschneiden kann vor dem Verstrecken oder nach dem Verstrecken erfolgen. Zudem kann das Zuschneiden vor dem Entmischen oder nach dem Entmischen erfolgen.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass

- die Oberfläche die Porenwände mehrerer oder aller der Poren zumindest bereichsweise mit einer Schicht bedeckt wird, und/oder
- mehrere oder alle der Poren zumindest teilweise mit einem Gastmaterial gefüllt werden.

Die Bedeckung der Porenwände mit Schichten kann beispielsweise durch chemische Reaktion und/oder durch Absorption und/oder durch Adsorption und/oder durch Chemisorption und/oder durch Physisorption erfolgen.
Die Befüllung der Poren mit einem Gastmaterial kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Folie in eine Schmelze z. B. aus Acetaminophen bei eingetaucht und danach abgekühlt wird, wobei die Folie anschließend getempert wird, z.B. in Gegenwart eines Acetaminophen-Oberflächenlayers bei 135 °C für 2 h unter Argon. Durch die Anisotropie und Porengröße werden in den Poren Form II - Nanokristallite < 100 nm mit einer Vorzugsorientierung erhalten, wobei die (0k0) Flächen parallel zur Substratoberfläche orientiert sind (Flächennormalen parallel zu Porenachsen).
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Gastmaterial dadurch in die Poren eingebracht wird, dass zunächst ein Vorläufermaterial in die Poren eingebracht wird und anschließend durch einen beliebigen Umwandlungsprozess während des Einbringens oder nach dem Einbringen das Vorläufer-Material in das Gastmaterial umgewandelt wird. Derartige Umwandlungsprozesse können beispielsweise chemische Reaktionen, Polymerisationsreaktionen, Vernetzungsreaktionen, Verfestigung, Verglasung, Phasenübergänge in Reinstoffen und/oder in Mischungen, Kristallisationsprozesse, Entmischungsprozesse, Verdampfungsprozesse, Bildung ferroelektrischer und/oder piezoelektrischer und/oder magnetischer und/oder ferrielektrischer und/oder spinpolarisierbarer Phasen sein.
Das Einbringen des Gastmaterials oder des Vorläufermaterials in das Porensystem bzw. in die Poren kann auf verschiedene Weisen erfolgen. So kann das einzubringende Material beispielsweise als Mischung mit zumindest einem Hilfsstoff in die Poren eingebracht werden, wobei der mindestens eine Hilfsstoff während oder nach dem Einbringen entfernt wird. In einer bevorzugten Ausführungsvariante erfolgt dieses Entfernen durch Verdampfen des mindestens einen Hilfsstoffs. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante fungieren Hilfsstoffe als Lösungsmittel für das einzubringende Material. Mischungen aus dem einzubringenden Material und zumindest einem Hilfsstoff werden in einer bevorzugten Verfahrensvariante in fließfähiger Form derart auf die Folie aufgebracht, dass die Mischungen aus dem einzubringenden Material und dem mindestens einen Hilfsstoff in die Poren fließen und diese ganz oder teilweise füllen. In einem weiteren Schritt wird der mindestens eine Hilfsstoff entfernt. Sofern das eingebrachte Material nicht bereits dem Gastmaterial entspricht, kann das eingebrachte Material durch Umwandlung in das Gastmaterial überführt werden, wobei die Umwandlung vor oder nach dem Entfernen des mindestens einen Hilfsstoffs erfolgen kann.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das einzubringende Material in Form einer Schmelze in die Poren eingebracht wird. Hierzu wird das einzubringende Material auf eine Temperatur erhitzt, die über der Glasübergangstemperatur und/oder über dem Schmelzpunkt des einzubringenden Materials liegt. Sodann fließt das einzubringende Material in die Poren. Anschließend kann das eingebrachte Material durch Kristallisation und/oder Verglasung verfestigt werden oder durch eine beliebige Umwandlung in das Gastmaterial überführt werden.
Zudem ist es bevorzugt, dass das einzubringende Material als Schmelze derart in die Poren eingebracht wird, dass nach erfolgtem Einbringen ein Volumenreservoir der Schmelze des eingebrachten Materials auf der Oberfläche der Folie verbleibt, wobei die Schmelze des Materials in besagtem Volumenreservoir mit der in die Poren eingebrachten Schmelze des Materials in Kontakt steht. Sodann kann ein Kristallisationsprozess durchgeführt werden, der dadurch gekennzeichnet ist, dass geschmolzenes Material zumindest teilweise oder in Gänze in Kristalle des Materials überführt wird. Der Kristallisationsprozess kann dabei vorzugsweise derart durchgeführt werden, dass das Material von einer Ausgangstemperatur oberhalb seines Schmelzpunktes auf eine Zieltemperatur unterhalb seines Schmelzpunktes kontinuierlich abgekühlt wird. Die Temperaturänderung pro Zeit kann dabei während des Kühlprozesses konstant gehalten oder verändert werden. In einer bevorzugten Variante des Kristallisationsprozesses wird das Material von einer Ausgangstemperatur oberhalb seines Schmelzpunktes auf eine Zieltemperatur unterhalb seines Schmelzpunktes mit einer konstanten Temperaturabnahme von bevorzugt weniger als 10 K/min, besonders bevorzugt von weniger als 1 K/min, ganz besonders bevorzugt von weniger als 0,1 K/min, gekühlt, wobei das in die Poren eingebrachte Material in Kontakt mit dem sich im Volumenreservoir auf der Oberfläche der Folie befindlichen Material steht. In einer anderen Variante des Kristallisationsprozesses wird das Material von einer Ausgangstemperatur oberhalb seines Schmelzpunktes auf eine Zieltemperatur unterhalb seines Schmelzpunktes abgeschreckt und dann für einen geeignet gewählten Zeitraum bei besagter Zieltemperatur gehalten, wobei wiederum das in die eingebrachte Material in Kontakt mit dem sich im Volumenreservoir auf der Oberfläche der Folie befindlichen Material steht.
In einer weiteren vorteilhaften Variante von Verfahren wird das einzubringende Material als Schmelze derart in die Poren eingebracht, dass nach erfolgtem Einbringen mehr als 80 Volumenprozent, bevorzugt mehr als 90 Volumenprozent, ganz besonders bevorzugt mehr als 99 Volumenprozent, des insgesamt mit dem Porensystem in Kontakt stehenden Materials in geschmolzener Form innerhalb des Porensystems lokalisiert sind. Sodann kann ein Kristallisationsprozess durchgeführt werden, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das geschmolzene Material zumindest teilweise oder in Gänze in Kristalle des Materials überführt wird, und dass mehr als 80 Volumenprozent, bevorzugt mehr als 90 Volumenprozent, besonders bevorzugt mehr als 99 Volumenprozent, des insgesamt mit dem Porensystem in Kontakt stehenden Materials in geschmolzener Form innerhalb des Porensystems lokalisiert sind. Der Kristallisationsprozess kann dabei vorzugsweise derart durchgeführt werden, dass das Material von einer Ausgangstemperatur oberhalb seines Schmelzpunktes auf eine Zieltemperatur unterhalb seines Schmelzpunktes kontinuierlich abgekühlt wird. Die Temperaturänderung pro Zeit kann dabei während des Kühlprozesses konstant gehalten oder verändert werden. In einer bevorzugten Variante von Kristallisationsprozess wird das Material von einer Ausgangstemperatur oberhalb seines Schmelzpunktes auf eine Zieltemperatur unterhalb seines Schmelzpunktes mit einer konstanten Temperaturabnahme von bevorzugt weniger als 10 K/min, besonders bevorzugt von weniger als 1 K/min, ganz besonders bevorzugt von weniger als 0,1 K/min, gekühlt. In einer anderen Variante des Kristallisationsprozesses wird das Material von einer Ausgangstemperatur oberhalb seines Schmelzpunktes auf eine Zieltemperatur unterhalb seines Schmelzpunktes abgeschreckt und dann für einen geeignet gewählten Zeitraum bei besagter Zieltemperatur gehalten.
Besonders vorteilhaft ist, dass die erfindungsgemäße deformierbare Folie vorzugsweise eine Temperaturwechselbeständigkeit aufweist, die es erlaubt, Materialien mittels Verfahren als Schmelze in die Poren der Folie einzubringen, wenn die Materialien schwerlöslich sind. Verfahren nach dem Stand der Technik, die die Verarbeitung von Materialien in gelöster Form erfordern, sind nachteilig, wenn besagte Materialien schwerlöslich sind. Dieses Problem kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwunden werden.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Einbringen des Gastmaterials oder des Vorläufermaterials in die Poren der Folie mittels Gasphasenabscheidung. Vorteilhafte Varianten der Gasphasenabscheidung, die zu diesem Zweck eingesetzt werden können, sind beliebige Formen der physikalischen Gasphasenabscheidung, beliebige Formen der chemischen Gasphasenabscheidung, beliebige Formen gepulster Gasphasenabscheidungsmethoden, sowie beliebige Formen der Atomlagenabscheidung.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem die Verwendung der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie als Komponente in transdermalen Pflastern; als Komponente von Implantaten; als Komponente für Vorrichtungen zur Empfängnisverhütung; als Depot für schwangerschaftsverhindernde Stoffe; als physikalische Barriere, die das Zusammentreffen von Spermien und Eizelle verhindert, oder als Komponente einer solchen physikalischen Barriere; als Filtermembran, z.B. bei der Elektrophorese, Hochtemperaturgastrennung, Filtration oder Separation; als Unterstützungsstruktur, z.B. in Form eines Substrats für Gewebezüchtung; als Komponente in der Katalyse; als Komponente in der Sensorik; als Komponente in der Optoelektronik; als Komponente flexibler Batterien, z.B. für Armbanduhren; als Komponente von Brennstoffzellen und/oder Solarzellen; als Separatoren und/oder Separatorschichten zwischen verschiedenen Kompartimenten in Brennstoffzellen und/oder Energiespeichersystemen und/oder Energiewandlungssystemen; und/oder als forensisches Sicherheitsmerkmal oder Identifikationstag.
Vorteilhaft ist etwa die Anwendung der erfindungsgemäßen deformierbaren Folie als Komponente von Wirkstofffreisetzungssystemen. In einer vorteilhaften Realisierungsvariante der erfindungsgemäßen Folie wird diese mit zumindest einem pharmazeutischen Wirkstoff beladen, der über Zeiträume von vorzugsweise mehr als 12 Stunden, besonders bevorzugt von mehr als 72 Stunden, ganz besonders bevorzugt von mehr als vier Wochen freigesetzt wird. Hiermit die erfindungsgemäße Folie als Depot für die Langzeitfreisetzung von zumindest einem pharmazeutischen Wirkstoff verwendet werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn es sich bei dem Wirkstoff um ein schwerlösliches Arzneimittel handelt. Solche Wirkstoffe bzw. Materialien lassen sich in die Poren der erfindungsgemäßen Folie einbringen. Damit wird das nach dem Stand der Technik existierende Problem gelöst, dass schwerlösliche Arzneimittel mit Methoden nach dem Stand der Technik, die auf der Verarbeitung von Lösungen basieren, aufgrund ihrer Schwerlöslichkeit nicht oder nur in unvorteilhafter Weise verarbeitet werden können. Weiterhin vorteilhaft ist, dass über den mittleren Durchmesser, die Tortuosität und die Orientierung der Poren Kristallisationsprozesse derart gesteuert werden können, das Kristallinität, gebildetes Polymorph, Kristallmorphologie und Kristallorientierung vom Gastmaterial gesteuert werden können. Dies ist insbesondere vom Vorteil, da bioaktive Materialen in Abhängigkeit des morphologischen Gewichts ihrer Kristallflächen ein unterschiedliches Auflösungsverhalten zeigen und damit durch Kristallinität, gebildetem Polymorph, Kristallmorphologie und Kristallorientierung des Gastmaterials dessen Auflöserate beeinflusst wird. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn die erfindungsgemäße Folie als Depot für Arzneimittel verwendet werden und das Gastmaterial somit zumindest ein Arzneimittel enthält, dessen Freisetzungskinetik gesteuert werden soll.
Im Folgenden sind exemplarische Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Folie beschrieben.
Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Folie als transdermales Pflaster appliziert werden. Vorzugsweise wird dabei zumindest ein Gastmaterial über einen beliebig wählbaren Zeitraum mit einer beliebig einstellbaren Freisetzungskinetik freigesetzt.
Denkbar ist ebenso, dass die erfindungsgemäße Folie als Implantat verwendet wird. Vorzugsweise werden transdermale Pflaster und/oder Implantate mit einem Material beladen, welches zumindest einen pharmazeutischen Wirkstoff enthält. Hierbei kann die Freisetzung von zumindest einem im Material enthaltenen pharmazeutischen Wirkstoff aus transdermalen Pflastern und/oder aus Implantaten vorzugsweise über einen Zeitraum von mehr als einem Tag, besonders bevorzugt von mehr als vier Wochen, ganz besonders bevorzugt von mehr als einem Jahr, erfolgen.
Vorzugsweise sind die transdermalen Pflaster und/oder Implantate unter physiologischen Einsatzbedingungen während ihrer Benutzung hoch stabil. Weiterhin ist es bevorzugt, dass transdermale Pflaster und/oder Implantate unter physiologischen Einsatzbedingungen während ihrer Benutzung durch Auflösung weniger als 2 % ihrer Masse innerhalb eines Jahres, besonders bevorzugt weniger als 2 % ihrer Masse innerhalb von 10 Jahren, ganz besonders bevorzugt weniger als 2 % ihrer Masse innerhalb von 20 Jahren, verlieren. Die erfindungsgemäße Folie besitzt vorzugsweise die vorteilhafte Eigenschaft, sich bei Applikation an oder in Menschen oder Tieren Bewegungen des betreffenden Organismus, etwa Kontraktionen des Darms oder Muskelbewegungen, anpassen zu können.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Folie liegt im Bereich der Verhütung. So ist etwa denkbar, dass die erfindungsgemäße Folie als Langzeitdepot schwangerschaftsverhindernder Stoffe verwendet werden kann und/oder als physikalische Barriere, die das Zusammentreffen von Spermien und Eizelle verhindert.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Folie ist deren Verwendung in Separationsanwendungen und in der Filtration aggressiver Flüssigkeiten sowie von Flüssigkeiten mit pH-Werten im Bereich von 1 bis 9 sowie Flüssigkeiten, die organische Lösungsmittel enthalten.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Folie ist deren Verwendung als Unterstützungsstruktur. Beispielsweise ist denkbar, dass die erfindungsgemäße Folie als Substrat für Gewebezüchtung verwendet werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass auf der einen Seite der erfindungsgemäßen Folie Zellkulturen aufgewachsen werden können, während von der gegenüberliegenden Seite Nährmedien zugeführt werden können.
Weitere Einsatzgebiete der erfindungsgemäßen Folie sind Katalyse, Sensorik, Optoelektronik, Elektrophorese, Hochtemperaturgastrennung, Filtration und Separation.
Die erfindungsgemäße Folie lässt sich weiterhin als Komponente flexibler Batterien etwa für Armbanduhren, als Komponente von Brennstoffzellen und/oder Solarzellen, sowie als Separator und/oder Separatorschicht zwischen verschiedenen Kompartimenten in Brennstoffzellen und/oder Energiespeichersystemen und/oder Energiewandlungsystemen einsetzen.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Folie als forensisches Sicherheitsmerkmale oder Identifikationstags verwendet werden, das in einer vorteilhaften Ausführungsvariante mit einem weiteren Objekt derart verbunden ist, dass es nicht oder nicht zerstörungsfrei abgelöst werden können.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung auf die speziell dargestellten Merkmale und Parameter zu beschränken.
Ausführungsbeispiel 1
Als Vorform wird ein Alkaliborosilikat-Glas in Form eines Flachglases verwendet. Der Entmischungsprozess wird zwischen 550 - 750°C für < 25 h realisiert. Während des Verstreckens wird das Flachglas auf T < 750°C erwärmt und mit Kräften < 2 N belastet. Es werden Zuführgeschwindigkeiten > 5 mm/min und Abzugsgeschwindigkeiten > 50 mm/min genutzt. Die Prozessdauer liegt > 4 h. Das Verstreckungsprodukt (Dünnglas) weist eine Dicke von 1 bis 100 µm sowie Breite > 10 cm auf. Die Phasen (eine boratreiche Phase sowie eine silicatreiche Phase) zeigen eine anisotrope Orientierung parallel zur Zugrichtung. In einem nächsten Schritt erfolgt der Zuschnitt des Dünnglases auf eine Fläche von 10 x 10 cm unter Verwendung eines CO₂-Lasers. Das selektive Entfernen der boratreichen Phase erfolgt unter Verwendung von H₂O (T = 90°C) oder 1 M HCl (T = 90°C) innerhalb von 24 h. Zur Entfernung des feindispersen Silica oder zur Porenvergröberung kann optional eine basische Extraktion in 0,5 M NaOH für 1 h durchgeführt werden. Im Anschluss wird das poröse silicatreiche Material in H₂O gewaschen und getrocknet.
Die auf diese Weise erhaltene deformierbare Folie weist ein homogenes Porensystem mit einer anisotropen Porenverteilung parallel zur Zugrichtung auf. Die Folie ist deformierbar (Mindestbiegeradius < 15 cm) und besitzt Porengrößen< 300 nm. Die Porosität der deformierbaren Folie beträgt 10 % bis 90 %, wohingegen die Dicke der deformierbaren Folie 1 µm bis 100 µm beträgt. Der mittlere Porendurchmesser der Poren beträgt 2 nm bis 500 nm. Die erhaltene Folie ist ganz besonders für den Einsatz im Bereich der kontrollierten Medikamentenabgabe in Form von oder als Komponente von transdermalen Pflastern und Implantaten geeignet.
Ausführungsbeispiel 2
Als Vorform wird ein Alkaliborosilikat-Flachglas verwendet, welches in z-Richtung eine stufenartige Änderung der chemischen Zusammensetzung aufweist. Für die Verstreckung werden Temperaturen von < 760 °C, Zuführgeschwindigkeiten > 5 mm/min, Abzugsgeschwindigkeiten > 50 mm/min und Zugkräfte < 2 N gewählt. Nach der Verstreckung der Vorform erfolgt der Entmischungsprozess zwischen 550 - 750 °C. Das weitere Vorgehen ist identisch zum Ausführungsbeispiel 1.
Die auf diese Weise erhaltene deformierbare Folie weist ein isotrop orientiertes Porensystem mit mindestens zwei Porentexturen auf. Die Porentextur variiert innerhalb der Dicke der flexiblen Folie (z-Richtung). Es existiert ein stufenartiger Übergang zwischen den beiden Porentexturen. Die Porosität der deformierbaren Folie beträgt 10 % bis 90 %, wohingegen die Dicke der deformierbaren Folie 1 µm bis 100 µm beträgt. Der mittlere Porendurchmesser der Poren beträgt 2 nm bis 500 nm.
Ausführungsbeispiel 3
Als Vorform wird ein Natriumborosilikat-Flachglas mit homogener Zusammensetzung außerhalb der Mischungslücke genutzt. Der Verziehprozess (Verstrecken) wird wie in Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt. Das Verstreckungsprodukt liegt in einem nicht-entmischten Zustand vor. Es folgt der Zuschnitt des Dünnglases wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben. Anschließend wird lokal die chemische Zusammensetzung durch einen lokal begrenzten lonenaustausch (z.B.: lonenaustausch Na⁺ ↔ Li⁺) verändert. Der Austausch und die Entmischung erfolgen wie in der Patentanmeldung DE 10 2015 224005.3 beschrieben. Nach dem lonenaustausch liegt das Verstreckungsprodukt lokal begrenzt in einem entmischten Zustand vor. Die selektive Entfernung der Phase erfolgt wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
Die auf diese Weise erhaltene deformierbare teilporöse Folie besitzt ein homogenes, isotrop orientiertes, flächig begrenztes Porensystem (x-y-Richtung). Die Porosität der deformierbaren Folie beträgt 10 % bis 90 %, wohingegen die Dicke der deformierbaren Folie 1 µm bis 100 µm beträgt. Der mittlere Porendurchmesser der Poren beträgt 2 nm bis 500 nm.
Ausführungsbeispiel 4
Als Vorform wird ein homogenes Natriumborosilikat-Flachglas verwendet, welches verstreckt wird. Die Verstreckung wird bei Temperaturen > 760 °C, Zuführgeschwindigkeiten > 5 mm/min und Abzugsgeschwindigkeiten > 50 mm/min und Zugkräfte < 2 N realisiert. Das Verstreckungsprodukt liegt in einem nicht-entmischten Zustand vor. Über einen lokal begrenzten Wärmeeintrag werden ausgewählte Bereiche des Verstreckungsprodukts entmischt. Nach dem Entmischungsprozess weisen die Bereiche eine natriumboratreiche Phase und eine silikatreiche Phase auf. Über eine selektive Entfernung, welche wie in Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt wird, wird die natriumboratreiche Phase gelöst.
Die auf diese Weise erhaltene Folie ist teilporös und deformierbar. Die porösen Bereiche sind optional räumlich voneinander getrennt. Je nach Temperatur und Dauer werden Bereiche mit unterschiedlichen Porentexturen erhalten. Die Porosität der deformierbaren Folie beträgt 10 % bis 90 %, wohingegen die Dicke der deformierbaren Folie 1 µm bis 100 µm beträgt. Der mittlere Porendurchmesser der Poren beträgt 2 nm bis 500 nm.
Die Anwendungsfelder der in den beschriebenen Ausführungsbeispielen 1 - 4 erhaltenen deformierbaren Folien liegen insbesondere im Bereich Separatoren für Batterien und Brennstoffzellen, als flexible Membran zur Gastrennung sowie Katalyse und der Sensorik. Die in Ausführungsbeispiel 1 erhaltene Folie ist ganz besonders für den Einsatz der Dünngläser im Bereich der kontrollierten Medikamentenabgabe in Form von transdermale Pflastern und Implantaten geeignet.
Ausführungsbeispiel 5
In diesem Ausführungsbeispiel werden die Poren der in Ausführungsbeispiel 1 hergestellten Folie mit einem Gastmaterial gefüllt.
Zur Befüllung der Folie wird diese in eine Schmelze z. B. aus Acetaminophen bei 175 °C eingetaucht und auf 25°C abgekühlt. Anschließend wird die befüllte Folie in Gegenwart eines Acetaminophen-Oberflächenlayers bei 135 °C für 2 h unter Argon getempert. Durch die Anisotropie und Porengröße werden in den Poren Form II - Nanokristallite < 100 nm mit einer Vorzugsorientierung erhalten, wobei die (0k0) Flächen parallel zur Substratoberfläche orientiert sind (Flächennormalen parallel zu Porenachsen). Nach Entfernung des Acetaminophen-Oberflächenlayers zeigen die Acetominophen-Nanokristalle in den Poren ein signifikant modifiziertes Auflöseverhalten mit ca. 10 x längerer Freisetzungszeiten als entsprechende Bulk-Proben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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DIN EN ISO 604 [0051]
DIN EN ISO 12737 [0051]
DIN EN 13024-1 [0051]

Claims

Deformierbare Folie aus mindestens einem anorganischen nicht-metallischen Material, welche zumindest bereichsweise Poren aufweist, wobei die Porosität der deformierbaren Folie 10 % bis 90 % beträgt, die Dicke der deformierbaren Folie 1 µm bis 100 µm beträgt, und der mittlere Porendurchmesser der Poren 2 nm bis 500 nm beträgt.
Deformierbare Folie gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine anorganische nicht-metallische Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus a) anorganischen Gläsern, vorzugsweise oxidischen Gläsern, alkaliborat-haltigen Gläsern, Borosilikatgläsern, insbesondere Alkaliborosilikatgläsern, wobei die anorganischen Gläser optional Cer, Aluminium, Zirkonium, Titan, Erdalkalimetalle und/oder Alkalimetalle enthalten, b) anorganischen Glaskeramiken, vorzugsweise oxidischen Glaskeramiken, alkaliborat-haltigen Glaskeramiken, Borosilikat-haltigen Glaskeramiken, insbesondere Alkaliborosilikat-haltigen Glaskeramiken, wobei die anorganischen Glaskeramiken optional Cer, Aluminium, Zirkonium, Titan, Erdalkalimetalle und/oder Alkalimetalle enthalten, c) Oxiden, vorzugsweise SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, CeO₂, B₂O₃, und d) Mischungen hiervon, welche vorzugsweise mindestens ein anorganisches Oxid enthalten.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Porosität der Folie 20 % bis 70 %, bevorzugt 40 % bis 70 %, besonders bevorzugt 60 % bis 70 %, beträgt, und/oder - der mittlere Porendurchmesser der Poren 2 nm bis 100 nm, bevorzugt weniger als 2 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt 2 nm bis 10 nm, beträgt, und/oder - die Dicke der Folie 2 µm bis 80 µm, bevorzugt 5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt 10 µm bis 20 µm, beträgt.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die deformierbare Folie dadurch herstellbar ist, dass eine Vorform einem Verstreckungsprozess und einem Entmischungsprozess, bei welchem mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und mindestens eine sich von der ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase unterscheidende zweite anorganische nicht-metallische feste Phase entstehen, unterzogen wird und anschließend mindestens ein Teil der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase entfernt wird, wobei vorzugsweise das volumenprozentuale Verhältnis zwischen der mindestens einen ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase und der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase zwischen 9:1 und 1:9, besonders bevorzugt zwischen 7:3 und 1:3, ganz besonders bevorzugt zwischen 3:1 und 1:1, liegt.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren Porenwände aufweisen, die - zumindest bereichsweise kristallin und/oder zumindest bereichsweise amorph sind, und/oder - zumindest bereichsweise mit Hydroxylgruppen bedeckt sind, bevorzugt mit einer Dichte von einer Hydroxylgruppe pro nm² Fläche der Porenwände, besonders bevorzugt mit einer Dichte von mehr als 5 Hydroxylgruppen pro nm² Fläche der Porenwände, und/oder - Oberflächen mit Oberflächenenergien von mehr als 10 mJ/m², bevorzugt mehr als 100 mJ/m², besonders bevorzugt mehr als 200 mJ/m², aufweisen.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren zumindest in Teilbereichen der deformierbaren Folie anisotrope Poren sind, wobei die Poren vorzugsweise eine räumliche Vorzugsrichtung aufweisen, welche durch einen Hermans-Orientierungsparameter von mindestens 0,1, bevorzugt von mehr als 0,5, besonders bevorzugt von mehr als 0,9, gekennzeichnet ist.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Porenwände mehrerer oder aller der Poren zumindest bereichsweise mit einer Schicht bedeckt ist, die vorzugsweise - eine Dicke von weniger als 50 nm, bevorzugt von weniger als 5 nm, besonders bevorzugt von weniger als 1 nm, aufweist, und/oder - den Porenquerschnitt ganz oder teilweise ausfüllt, und/oder - kovalent, bevorzugt über Thiol-Gruppen, Silan-Gruppen, Halogensilan-Gruppen, Alkoxysilan-Gruppen, Phosphonat-Gruppen und/oder 1-Alkenyl-Gruppen, an die Oberfläche der Porenwände gebunden ist, und/oder - einen Kristallinitätsgrad größer als 30 Volumenprozent, bevorzugt größer als 90 Volumenprozent, besonders bevorzugt größer 99 Volumenprozent, aufweist oder zu mehr als 80 Volumenprozent, bevorzugt zu mehr als 90 Volumenprozent, besonders bevorzugt zu mehr als 99 Volumenprozent als einheitliches Polymorph vorliegt, und/oder - funktionelle Gruppen aufweist, die keine Bindungen zur Oberfläche der Porenwände ausbilden, und/oder - Nanopartikel mit Durchmessern von 1 nm bis 500 nm; mindestens ein Polymer; mindestens ein Monomer; mindestens ein Arzneimittel; mindestens eine photovernetzbare Komponente; mindestens eine thermisch vernetzbare Komponente; mindestens eine Säure; mindestens eine Base; mindestens eine Komponente, die auf einer Oberfläche selbstorganisierende Monoschichten bilden kann; mindestens eine Sol-Gel-Formulierung; mindestens eine Vorläuferverbindung für ein anorganisches Oxid; mindestens eine Vorläuferverbindung für amorphe, in Teilbereichen kristalline, oder vollständig kristalline Kohlenstoffmaterialien; mindestens einen Affinitäts-Tag; mindestens einen Antikörper; mindestens ein Antigen; DNA; RNA; mindestens ein Metall; mindestens ein Oxid; mindestens einen anorganischen Halbleiter; mindestens einen Farbstoff; mindestens einen lumineszierenden, fluoreszierenden, Licht aufkonvertierenden und/oder Licht herunterkonvertierenden Stoff; mindestens ein magnetisches, ferroelektrisches, piezoelektrisches, ferrielektrisches und/oder spinpolarisierbares Material; mindestens einen organischen und/oder polymeren Halbleiter; mindestens einen organischen und/oder polymeren Leiter; und/oder Kombinationen und/oder Mischungen hiervon enthält.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle der Poren zumindest teilweise mit einem Gastmaterial gefüllt sind, welches vorzugsweise - einen Kristallinitätsgrad größer als 30 Volumenprozent, bevorzugt größer als 90 Volumenprozent, besonders bevorzugt größer als 99 Volumenprozent, aufweist oder zu mehr als 80 Volumenprozent, bevorzugt zu mehr als 90 Volumenprozent, besonders bevorzugt zu mehr als 99 Volumenprozent als einheitliches Polymorph vorliegt, und/oder. - Nanopartikel mit Durchmessern von 1 nm bis 500 nm; mindestens ein Polymer; mindestens ein Monomer; mindestens ein Arzneimittel; mindestens eine photovernetzbare Komponente; mindestens eine thermisch vernetzbare Komponente; mindestens eine Säure; mindestens eine Base; mindestens eine Komponente, die auf einer Oberfläche selbstorganisierende Monoschichten bilden kann; mindestens eine Sol-Gel-Formulierung; mindestens eine Vorläuferverbindung für ein anorganisches Oxid; mindestens eine Vorläuferverbindung für amorphe, in Teilbereichen kristalline, oder vollständig kristalline Kohlenstoffmaterialien; mindestens einen Affinitäts-Tag; mindestens einen Antikörper; mindestens ein Antigen; DNA; RNA; mindestens ein Metall; mindestens ein Oxid; mindestens einen anorganischen Halbleiter; mindestens einen Farbstoff; mindestens einen lumineszierenden, fluoreszierenden, Licht aufkonvertierenden und/oder Licht herunterkonvertierenden Stoff; mindestens ein magnetisches, ferroelektrisches, piezoelektrisches, ferrielektrisches und/oder spinpolarisierbares Material; mindestens einen organischen und/oder polymeren Halbleiter; mindestens einen organischen und/oder polymeren Leiter; und/oder Kombinationen und/oder Mischungen hiervon enthält.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die deformierbare Folie - einen Mindestbiegeradius aufweist, der kleiner als 10 m, bevorzugt kleiner als 1m, besonders bevorzugt kleiner als 1 cm, ganz besonders bevorzugt kleiner als 100 µm, und/oder - eine optische Transparenz bei λ = 450 nm von über 10 %, bevorzugt von über 70 %, besonders bevorzugt von über 90 %, aufweist, und/oder - eine Luft-Permeabilität von über 1 · 10^-5 cm²s^-1, bevorzugt von 1 - 10^-3 cm²s^-1, besonders bevorzugt von 5 · 10^-2 cm²s^-1, aufweist.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische nicht-metallische Material - eine Biegefestigkeit von mehr als 0,1 N/mm², bevorzugt von mehr als 10 N/mm², besonders bevorzugt von mehr als 30 N/mm², aufweist, und/oder - eine Zugfestigkeit von mehr als 1 N/mm², bevorzugt von mehr als 10 N/mm², besonders bevorzugt von mehr als 30 N/mm², aufweist, und/oder - eine Druckfestigkeit von mehr als 1 N/mm², bevorzugt von mehr als 10 N/mm², besonders bevorzugt von mehr als 100 N/mm², aufweist, und/oder - ein Biegemodul von weniger als 100 GPa bevorzugt von weniger als 50 GPa, besonders bevorzugt von weniger als 1 GPa, aufweist, und/oder - ein Elastizitätsmodul von weniger als 100 GPa bevorzugt von weniger als 50 GPa, besonders bevorzugt von weniger als 1 GPa, aufweist, und/oder - eine Bruchzähigkeit von mehr als 0,01 Nm^1/2/mm^-2, bevorzugt von mehr als 0,05 Nm^1/2/mm^-2, besonders bevorzugt von mehr als 1 Nm^1/2/mm^-2, aufweist.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche der deformierbaren Folie zumindest bereichsweise mit einem zusätzlichen festen Material bedeckt ist, wobei das Material vorzugsweise - verschiedene parallel zur äußeren Oberfläche der deformierbaren Folie angeordnete Schichten enthalten kann, die sich zumindest in ihrer stofflichen Zusammensetzung, in ihrer Dichte, in ihrer Kristallinität, in ihrer Kornstruktur, in ihrer Porosität, in ihrer mesoskopischen Feinstruktur und/oder in ihrer makroskopischen Feinstruktur voneinander unterscheiden, und/oder - zumindest bereichsweise bioabbaubar, chemisch abbaubar, durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung abbaubar und/oder durch Einwirkung von Wärme abbaubar ist, und/oder - zumindest bereichsweise porös ist, und/oder - zumindest teilweise selektiv permeabel ist, und/oder - zumindest teilweise selektiv strahlungsdurchlässig ist.
Deformierbare Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Eigenschaft der deformierbaren Folie durch zumindest einen externen Stimulus veränderbar, bevorzugt schaltbar, ist.
Verfahren zur Herstellung einer deformierbaren Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Vorform, b) Verstrecken und Entmischen der Vorform, wobei beim Entmischen mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und mindestens eine sich von der ersten anorganischen nicht-metallischen festen Phase unterscheidende zweite anorganische nicht-metallische feste Phase entstehen, c) Entfernen mindestens eines Teils der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase, wodurch Poren entstehen.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Verstrecken die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und/oder die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase zumindest in Teilbereichen der Vorform parallel zu einer Zugeinrichtung ausgerichtet werden, sodass die mindestens eine erste anorganische nicht-metallische feste Phase und/oder die mindestens eine zweite anorganische nicht-metallische feste Phase nach dem Verstrecken zumindest in Teilbereichen der verstreckten Vorform eine anisotrope Orientierung aufweisen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verstrecken die Vorform unter Nutzung eines Ofens horizontal und anisotrop verzogen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verstrecken eine maximale Querschnittverringerung der Vorform von < 75 %, bevorzugt von < 50 %, besonders bevorzugt von < 25 %, ganz besonders bevorzugt von < 10 %, erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des mindestens eines Teils der mindestens einen zweiten anorganischen nicht-metallischen festen Phase durch eine Behandlung mit Wasser und/oder mindestens einem korrosiven Medium und/oder mindestens einer Säure und/oder mindestens einer Base erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt b) entstehenden Phasen interpenetrierende Phasen sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorform ein Material enthält oder daraus besteht, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus a) anorganischen Gläsern, vorzugsweise oxidischen Gläsern, alkaliborat-haltigen Gläsern, Borosilikatgläsern, insbesondere Alkaliborosilikatgläsern, wobei die anorganischen Gläser optional Cer, Aluminium, Zirkonium, Titan, Erdalkalimetalle und/oder Alkalimetalle enthalten, b) anorganischen Glaskeramiken, vorzugsweise oxidischen Glaskeramiken, alkaliborat-haltigen Glaskeramiken, Borosilikat-haltigen Glaskeramiken, insbesondere Alkaliborosilikat-haltigen Glaskeramiken, wobei die anorganischen Glaskeramiken optional Cer, Aluminium, Zirkonium, Titan, Erdalkalimetalle und/oder Alkalimetalle enthalten, c) Oxiden, vorzugsweise SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, CeO₂, B₂O₃, und d) Mischungen hiervon, welche vorzugsweise mindestens ein anorganisches Oxid enthalten.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt a) bereitgestellte Vorform eine Dicke von 0,05 mm bis 15,00 mm, bevorzugt von 1,00 mm bis 5,00 mm, besonders bevorzugt von 1,50 mm bis 3,00 mm, aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorform nach dem Verstrecken in Schritt b) eine Dicke aufweist, die 0,01 % bis 99 %, bevorzugt 0,1 % bis 50 %, besonders bevorzugt 0,1 % bis 20 %, der Dicke der in Schritt a) bereitgestellten Vorform entspricht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) das Verstrecken vor dem Entmischen erfolgt, das Verstrecken gleichzeitig mit dem Entmischen erfolgt, oder das Verstrecken nach dem Entmischen erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass während einem der Schritte a) bis c) und/oder zwischen zwei der Schritte a) bis c) die Vorform, vorzugsweise mit einer bestimmten Kühlrate, gekühlt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Entmischen durch eine Zusammensetzungsänderung, vorzugsweise eine lokal begrenzte Zusammensetzungsänderung, insbesondere über einen lonenaustausch, und/oder durch eine Wärmeübertragung, vorzugsweise eine lokal begrenzte Wärmeübertragung, erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorform nach dem Verstrecken, vorzugsweise nach Schritt b) oder c), aufgewickelt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorform beim Verstrecken mit Kräften von 0,01 N/mm² bis 70 N/mm², bevorzugt mit Kräften von 0,5 N/mm² bis 10 N/mm², besonders bevorzugt mit Kräften von 1 N/mm² bis 3 N/mm², belastet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass - die Oberfläche die Porenwände mehrerer oder aller der Poren zumindest bereichsweise mit einer Schicht bedeckt wird, und/oder - mehrere oder alle der Poren zumindest teilweise mit einem Gastmaterial gefüllt werden.
Verwendung einer deformierbaren Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 als Komponente in transdermalen Pflastern; als Komponente von Implantaten; als Komponente für Vorrichtungen zur Empfängnisverhütung; als Depot für schwangerschaftsverhindernde Stoffe; als physikalische Barriere, die das Zusammentreffen von Spermien und Eizelle verhindert, oder als Komponente einer solchen physikalischen Barriere; als Filtermembran, z.B. bei der Elektrophorese, Hochtemperaturgastrennung, Filtration oder Separation; als Unterstützungsstruktur, z.B. in Form eines Substrats für Gewebezüchtung; als Komponente in der Katalyse; als Komponente in der Sensorik; als Komponente in der Optoelektronik; als Komponente flexibler Batterien, z.B. für Armbanduhren; als Komponente von Brennstoffzellen und/oder Solarzellen; als Separatoren und/oder Separatorschichten zwischen verschiedenen Kompartimenten in Brennstoffzellen und/oder Energiespeichersystemen und/oder Energiewandlungssystemen; und/oder als forensisches Sicherheitsmerkmal oder Identifikationstag.