Nahfeld-Mikroskop-System

• Subject Area: Physical Chemistry
• Term: Funded in 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 162326381

• Final Report Year: 2014

Final Report Abstract

Das neu installierte Großgerät dient zu einer markierungsfreien, chemischen Charakterisierung von Oberflächen und Nanopartikeln. Es erlaubt eine Kombination von Raman und AFM-mikroskopischen Untersuchungen. Im Fokus der Untersuchungen der letzten Jahre lagen dabei insbesondere folgende Projekte: Markierungsfreie IR-Bildgebung von Plasma-Zell Interaktionen in der Dermatologie (DFG Bündelantrag). Unser Ziel war es, mittels Raman- und Infrarotmikrospektroskopie den Effekt von Plasmabehandlung auf Hautzellen und Gesamthaut zu untersuchen und zu quantifizieren, um erstmals ein fundamentales Verständnis für die Interaktionen von Plasma mit biologischen Materialien auf molekularer Ebene zu entwickeln, welches bislang fehlt. Durch Verständnis dieser Interaktionen soll in Zukunft das medizinische Potential nicht-thermischer Plasmaquellen für die Sterilisation von Wunden und die Behandlung von Hautkrankheiten vollständig ausgeschöpft werden. Das Großgerät wurde benutzt, um die Lücke im Verständnis zu schließen. Dazu werden systematisch Plasma-induzierte Veränderungen der molekularen Zusammensetzung von Zellen und Gewebe untersucht. Die Untersuchungen werden sowohl auf der subzellulären Ebene als auch auf größeren Bereichen für die Analyse von Verteilungseffekten erfolgen. Diese Vorgehensweise wird eine verbesserte Basis für das Verständnis von Plasma-Gewebe- und Plasma- Zell-Interaktionen bilden. Es wird das intelligente Design neuer Plasmaquellen für biomedizinische Anwendungen und die Entwicklung von Parametern für die Behandlung von Krankheiten unterstützen. Nanoscopic mechanical tests for characterizing forces during UVinitiated mass transport in photosensitive polymer films. Ziel der Untersuchungen war eine Charakterisierung der thermochemischen Kräfte bei topographischen Änderungen von photosensitiven Polymerfilmen. Azo-modifizierte photosensitive Polymers wurden mit Hilfe von UV Strahlung in ihrer Oberflächenstruktur verändert. Der durch die Umstrukturierung der Chromophore entstandene Materialtransport konnte mittels Ramanspektroskopischer Untersuchungen genauer bestimmt werden. Im Rahmen der Untersuchungen gelang außerdem eine Quantifizierung der entstehenden Kräfte auf mikroskopischer Ebene. Dazu wurde die Frequenzverschiebung zwischen eines Graphenbandes und einwirkenden Drucks zu einer quantitativen Bestimmung genutzt.

Publications

• Effects of annealing on the microstructure and the mechanical properties, of EB-PVD thermal barrier coatings. Surface & Coatings Technology, 205(2), 452-464 (2010)
  N. Zotov, M. Bartsch, L. Chernova, D.A. Schmidt, M. Havenith, G. Eggeler
  
• Local chemical composition of nanophaseseparated polymer brushes. Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 11620-11626 (2011)
  M. Filimon, I. Kopf, D.A. Schmidt, E. Bründermann, J. Rühe, S. Santer, M. Havenith
  
• Introducing cymantrene labels into scattering scanning near-field infrared microscopy. Analyst 137, 4995-5001 (2012)
  I. Kopf, H.W. Peindy N'Dongo, F. Ballout, U. Schatzschneider, E. Bründermann, M. Havenith
  
• Probing epidermis and dermis by Raman spectroscopy: changes in antioxidant and lipid network with age and disease. Intl. J. of Cosmetic Science, 34, (4), 372-373 (2012)
  L. v. Kobyletzki, M. Mischo, D.A. Schmidt, E. Bründermann, N.H. Brockmeyer, A. Potthoff, M. Havenith
  
• Surfactant induced non-hydrolytic synthesis of phase-pure ZrO2 nanoparticles using metal-organic and oxocluster precursors. Chem. Mat., 24(22), 4274-4282 (2012)
  M.A. Sliem, D.A. Schmidt, A. Betard, S.B. Kalidindi, S. Gross, M. Havenith, A. Devi, R.A. Fischer
  
• Photons and particles emitted from cold atmospheric-pressure plasma inactivate bacteria and biomolecules independently and synergistically. J. R. Soc. Interface, 10(89), 20130591/1-12 (2013)
  J.-W. Lackmann, S. Schneider, E. Edengeiser, F. Jarzina, S. Brinkmann, E. Steinborn, M. Havenith, J. Benedikt, J. Bandow
  
• 1-Butyl-4-methyl-pyridinium[Cu(SCN)2]: A coordination polymer and ionic liquid. Chemistry – A European Journal, 20(18), 5338-5345 (2014)
  E.T. Spielberg, E. Edengeiser, B. Mallick, M. Havenith, A.-V. Mudring
  
• Electrical and optical properties of TiO2 thin films prepared by plasma-enhanced atomic layer deposition. Physica Status Solidi A, 211(2), 416-424 (2014)
  V.-S. Dang, H. Parala, J.H. Kim, K. Xu, N.B. Srinivasan, E. Edengeiser, M. Havenith, A.D. Wieck, T. de los Arcos, R.A. Fischer, A. Devi
  
• Polarized 3D Raman and nanoscale near-field optical microscopy of optically inscribed surface relief gratings: chromophore orientation in azo-doped polymer films. Soft Matter, 10(10), 1544-1554 (2014)
  G. Di Florio, E. Bründermann, N.S. Yadavalli, S. Santer, M. Havenith
  
• Similar appearance, different mechanisms: Xerosis in HIV, atopic dermatitis and aging. Experimental Dermatology, 23(6), 446–448 (2014)
  M. Mischo, L. von Kobyletzki, E. Bründermann, D. Schmidt, A. Potthoff, N.H. Brockmeyer, M. Havenith