Verfahren zum Ätzen mindestens einer Ionenspur zu einer Pore in einer Membrane und elektrolytische Zelle zur Präparierung einer solchen

摘要

Eine Membran aus dielektrischem Material, wie einem organischen Polymer beispielsweise, trennt zwei Kammern einer elektrolytischen Zelle voneinander. Zur Herstellung der Membran ist in der einen Kammer eine Ätzlösung mit ätzaktiven Ionen, die den organischen Polymer ätzen. In der anderen Kammer ist eine ätzinaktive Lösung. Über je eine in den jeweiligen Elektrolyten getauchte Elektrode und eine beide Elektroden verbindende Spannungsquelle wird durch die Membran hindurch ein elektrisches Feld erzeugt. Der Ätzprozeß schreitet einseitig entlang von Ionenspuren durch die Membran voran und erzeugt zunächst eine trichterförmige Pore pro Ionenspur. Unmittelbar vor dem Durchbruch beginnen die ätzinaktiven Ionen durch die noch vorhandene dünne Schicht mit feinen Poren - die aktive Schicht - zu dringen und an der Austrittsstelle die ätzaktiven Ionen zu verdrängen. Ein verstärkter, durch das anliegende Feld getriebener elektrischer Strom setzt ein. Der Ätzprozeß am Boden der Pore verlagert sich, abhängig von der noch vorhandenen Konzentration der Ätzionen zur Seite hin. Durch Abschalten des Feldes und Spülen der Membran kann der Prozeß gestoppt werden und die Sohlengröße, d. h. die aktive Schichtgröße, eingestellt werden. Eine so erzeugte Membran ist als elektrochemisches Ventil betreibbar und kann mit einer oder wenigen Poren sensorisch oder mit vielen Poren konzentrationssteuernd eingesetzt werden.