Nanoanalytik im Fraunhofer ISC

Hochpräzise Probenpräparation für höchstauflösende Elektro­nenmikroskopie: Mit einem fokussierten Ionenstrahl wird die Probe nanometergenau an der gewünschten Stelle geschnitten, um so gezielt kleinste Bereiche untersuchen zu können. Bild: K. Dobberke für Fraunhofer ISC
Hochpräzise Probenpräparation für höchstauflösende Elektro­nenmikroskopie: Mit einem fokussierten Ionenstrahl wird die Probe nanometergenau an der gewünschten Stelle geschnitten, um so gezielt kleinste Bereiche untersuchen zu können. Bild: K. Dobberke für Fraunhofer ISC

Grundlage für eine anwendungsnahe Produkt- und Werkstoffentwicklung ist eine eingehende Materialanalyse. Denn erst Detailkenntnisse darüber, wie beispielsweise die Oberflächenstruktur mit den Eigenschaften der jeweiligen Nanopartikel zusammenhängt, liefern die Ansatzpunkte für maßgeschneiderte Materialmodifikationen. Das nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditierte Analytische Dienstleistungszentrum des Fraunhofer ISC verfügt über eine hochmoderne instrumentelle und analytische Ausstattung und ist ein zentraler Ansprechpartner bei analytischen Fragestellungen für industrielle Produktentwicklungen und -optimierungen. Die Schwerpunkte liegen in der chemischen Analytik für Nichtmetalle, der Nanoanalytik, der Schadensanalyse, der Charakterisierung von Gefüge- und Schichteigenschaften, in Produktprüfungen wie beispielsweise der RAL- bzw. EUCEB-Prüfung von Mineralwolle sowie in der Grenzflächen- und Oberflächenanalytik. Mehr als 50 etablierte Messmethoden und Analysenverfahren stehen zur Verfügung.

Ein Schwerpunkt ist die Oberflächen- und Gefügeanalytik, wobei sich mehrere Methoden ergänzen. Mit Hilfe hochauflösender Rasterelektronenmikroskope werden beispielsweise die Mikrostruktureigenschaften, wie die Oberflächentopographie und anhand der Wechselwirkung der Elektronen mit dem Material auch die Oberflächeneigenschaften der Proben, analysiert. Als eine der ersten Forschungseinrichtungen in Europa setzt das Institut einen hochmodernen Ionenstrahl-Cross-Section-Polisher ein, so dass sich auch poröse Proben artefaktfrei präparieren und anschließend mittels Elektronenmikroskopie auswerten lassen. Ein höchstauflösendes Transmissionselektronenmikroskop (TEM) dient zur Analyse des Materialgefüges bis in den Nanometerbereich. Dazu werden dem zu untersuchenden Material über fokussierte Ionenstrahlen (FIB) hauchdünne Proben entnommen. Mit der Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) wird die Oberflächenchemie und mit der Rasterkraftmikroskopie ebenfalls die Oberflächentopographie von Feststoffen detektiert.

Dazu kommt die chemische Analytik, auch im Spurenbereich. Neben hochwertigen Routineanalysen mit der Röntgenfluoreszenzmethode werden Resistenzprüfungen an verschiedenen Werkstoffen durchgeführt. So können mit einem hochmodernen Atomemissionsspektrometer mit Plasmaanregung (ICP-AES) oder der Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) selbst wenige Millionstel Gramm der chemischen Zusammensetzung des gelösten Materials analysiert werden.

Weiterführende Links:

Fraunhofer-Verbund Nanotechnologie (www.nano.fraunhofer.de)
Nanomat (www.nanomat.de)
Nanotech Bayern (www.nanoinitiative-bayern.de)
nanotruck (www.nanotruck.de)
Studie »Produktion von und mit Nanomaterialien« (PDF-Datei)

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