Umkehrosmosemembranen zur Meerwasserentsalzung liefern heutzutage einen wertvollen Beitrag zur Bereitstellung von Trink- und Brauchwasser. Vorherrschend werden dafür Polyamid-basierte Dünnfilm-Komposit (PA TFC) Membranen als Material für Membranmodule in den Wasserentsalzungsanlagen verwendet. Die Anforderungen an das Membranmaterial sind einerseits gute Trenneigenschaften gegenüber den abzutrennenden Salzen, andererseits aber auch hohe Permeabilitäten und lange Standzeiten der Module. Innerhalb der letzten Jahrzehnte wurden viele Strategien untersucht, um die Leistung der Membranen kontinuierlich zu steigern. Ein neues Konzept ist die Etablierung „super-schaltbarer“ Oberflächen für Entsalzungsmembranen; dafür können Konzepte zur Mikro-Strukturierung der Membranoberfläche mit Funktionalisierungen, die zu einer doppelten Stimuli-Responsivität führen, kombiniert und spezifisch auf die Anforderungen der Wasserentsalzung angepasst werden. In dieser Arbeit werden neue Wege zur Mikro-Strukturierung der Oberfläche von PA TFC Membranen etabliert, die zu einer signifikant verbesserten Trennleistung führen. Mikro-strukturierte Trägermembranen konnten dafür erfolgreich auf zwei unterschiedlichen Wegen hergestellt werden. Zum einen wurde ein aus Dampf- und Nichtlösungsmittel-induzierter Phasenseparation kombinierter Herstellprozess für poröse Membranen zur Mikro-Abformung („micro molding“) einer entsprechenden Schablone verwendet. Zum anderen wurde ein Lithografieverfahren zum Mikro-Prägen („micro molding“) bereits etablierter poröser Trägermembranen mit derselben Schablone etabliert. Mithilfe systematischer Anpassungen der Reaktionsbedingungen für die Grenzflächenpolymerisation wurden dann PA TFC Membranen erhalten. Diese mikro-strukturierten PA TFC Membranen zeigten eine Verbesserung der Wasserpermeabilität um das 2 – 2.4-fache im Vergleich zu konventionellen PA TFC Membranen, ohne dass der Salzrückhalt beeinträchtigt wurde. Zur Charakterisierung des Einflusses auf die Trennleistung bei der Entsalzung wurde die Orientierungen der Mikrokanäle auf der Membranoberfläche variiert; sowohl eine parallele als auch eine senkrechte Ausrichtung zum tangentialen Feed-Strom wurden untersucht. Eine parallele Anordnung ergab die größte Verringerung der Konzentrationspolarisation, als Konsequenz der effektivsten Vermischung an der Membranoberfläche, was vor allem bei hohen Salzkonzentrationen im Feed zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Trennleistung führte. Anschließend wurde eine geeignete Reaktion zur Beschichtung der Membranoberflächen mit Poly(N-isopropylacrylamid) als Homopolymer und als Copolymer mit Poly(acrylsäure) etabliert, um damit eine „super-schaltbare“ Oberfläche zu generieren. Es konnte gezeigt werden, dass die Membranoberflächen auf Änderungen des pH-Wertes und der Temperatur reagieren und dass die Effekte auch kombiniert werden können. So ist es möglich, von einer stark hydrophilen zu einer stark hydrophoben Oberfläche zu schalten. Darüber hinaus wurde auch gefunden, dass durch die reaktive Polymerbeschichtung Defekte in der Trennschicht der PA TFC Membran „repariert“ werden können. Weiterhin wurden die Membranen hinsichtlich ihres Foulingverhaltens gegenüber kolloidalem Siliciumdioxid in dead-end Filtrationen ohne Rühren untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die mikroskalige Oberflächentopografie sowie die nanoskalige Oberflächenrauheit die größten Einflussfaktoren auf das Fouling sind. Zusammenfassend konnten in dieser Arbeit verschiedene neue Möglichkeiten zur Oberflächenmodifikation von PA TFC Membranen mittels Mikro-Strukturierung und Beschichtung mit funktionalen Polymeren etabliert, detailliert charakterisiert und hinsichtlich der resultierenden Verbesserung der Membrantrennleistung beurteilt werden.