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This study investigates the suitability of Piezoelectric Direct Discharge Plasma as a tool for wetting behaviour modification of PEEK and dentin, and compares the results of this method with low-pressure plasma treatment and phosphoric acid etching. Static contact angle measurements were made, roughness was assessed using tactile measurement, and AFM and SEM images were taken. An optimum operating distance of ≤15 mm was determined for the plasma based on the water contact angle. Furthermore, it was demonstrated that despite only a fraction of the power, the PDD plasma also produces hydrophilic and nanostructured PEEK surfaces with a 38° water contact angle in the same plasma time. In contrast, the gold standard of dental surface modification of dentin—phosphoric acid etching—showed no measurable contact angle due to the exposed dentin tubules. Treatment with PDD plasma reduces the water contact angle of dentin from 65° to 43° and is not negative affected by water. Wet, PDD plasma-treated dentin samples show a water contact angle of only 26.5°. The dentin tubules exposed by chemical etching led to a significantly increased roughness. No comparable effect could be demonstrated for plasma treatment on dentin, but based on the contact angle measurements, a chemically strongly activated surface with strongly polar interaction behaviour can be assumed. The additional use of the PDD plasma technique to improve wetting could therefore have a positive effect on the adhesive bond between human dentin and polymeric dental restorative materials or, depending on the adhesive system, replace the etching process altogether.

Die pflanzenbauliche Produktion in hydroponischen Systemen zählt zu den intensivsten Anbauverfahren zur Erzeugung von Nahrungsmitteln. Die Kreislaufschließung und die damit verbundene Rezirkulation der Nährlösung birgt jedoch ein bisher vernachlässigtes Risiko: die Anreicherung migrierender Problemstoffe in der Nährlösung und den Pflanzen. Die Systemkomponenten, zu denen meist Kunststoffbasierte Rinnen gehören, bestehen u.a. aus Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyethylen (PE), die derzeit nicht spezifischen gesetzlichen Anforderungen für den Anbau von Nahrungspflanzen unterliegen. Es ist unklar, wie diese Materialien durch den Kulturführungsprozess beeinflusst werden oder wie sie die Pflanzenperformance und -qualität durch freigesetzte Leachables wie beispielsweise Antioxidantien und Stabilisatoren beeinträchtigen. Das Forschungsprojekt HYDROFARM@material untersucht die Interaktionen zwischen Kunststoffmaterialien und Pflanzen. Die Methodik umfasst die Charakterisierung hydroponischer Systeme und die Extraktion und Analyse der Kunststoffkomponenten. Zusätzlich wird die Pflanze-Material-Interaktion mit Fokus auf Leachables und deren Einfluss auf die Pflanzen untersucht. Ziel ist es, die Auswirkungen dieser Materialinteraktionen auf die Pflanzenperformance zu ermitteln und einen Richtlinienkatalog für den nachhaltigen Einsatz von Kunststoffen, die sowohl Recyclingfähigkeit als auch ressourcenschonende Herstellung berücksichtigen, in hydroponischen Systemen zu entwickeln. Die Erforschung dieser Interaktionen soll nicht nur die Qualität und Sicherheit der Erzeugnisse verbessern, sondern auch zur Ressourceneffizienz und Langlebigkeit der Systeme beitragen. Langfristig strebt das Projekt eine Standardisierung und Optimierung des Materialeinsatzes in hydroponischen Kultursystemen an, um eine nachhaltige und sichere Lebensmittelproduktion zu gewährleisten.