Rasterkraftmikroskop mit integrierter konfokaler Laserscanning-Mikroskopie

• Fachliche Zuordnung: Polymerforschung
• Förderung: Förderung in 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 178780382

• Erstellungsjahr: 2014

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die Kombination eines Rasterkraftmikroskops mit einem integrierten Konfokaler Laser-Scanning Mikroskop (AFM-CLSM) erlaubt es, während kraftmikroskopischer Untersuchungen in situ optische Mikroskopie zu betreiben. Der Schwerpunkt der Nutzung liegt hierbei seitens der AFM neben reiner Abbildung bei der Kraftspektroskopie. Hier werden Wechselwirkungskräfte und mechanische Deformationskräfte auf der Nanoskala erfasst. Die Konfokal-Einheit erlaubt dabei die in situ Korrelation der Deformationskräfte mit Formänderungen, Bruchverhalten oder deformationsinduzierter Änderungen optischer Eigenschaften. Messungen sind dabei bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen in Luft und Lösung (mit kontrollierten Temperatur, pH, Salzkonzentration) durchgeführt worden, um responsive Materialien wie z.B. Polymerbeschichtungen, Partikel oder Kapseln untersuchen zu können. Beispielhaft sei hier die Untersuchung mechanoresponsiver Oberflächen genannt. Hier erlaubt es die Gerätekombination, gezielt lokalen Druck auf Oberflächen auszuüben und gleichzeitig die optische Antwort mechanoresponsiver Oberflächen auszulesen, wodurch eine Bestimmung der Druck-Sensitivität und lateralen Auflösung möglich wird. Das AFM-CLSM wird in den interdisziplinären Forschungsschwerpunkten Makromolekül- und Kolloidforschung und Neue Materialien der Universität Bayreuth eingesetzt. Es unterstützt die Forschungsaktivitäten von verschiedenen Arbeitsgruppen aus den Bereichen Physikalische, Makromolekulare und Anorganische Chemie sowie den Werkstoffwissenschaften. Dieses ist für viele Forschungsprojekte von Zentraler Bedeutung, insbesondere für den laufenden SFB 840.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Direct Correlation between Local Pressure and Fluorescence Output in Mechanoresponsive Polyelectrolyte Brushes. Angewandte ChemieInternational Edition, 2011. 50(41): p. 9629-9632
  Bunsow, J.; Erath, J.; Biesheuvel, P. M.; Fery, A.; Huck, W. T. S.
  
• Journal of Colloid Interface Science, 2011. 356(1), p. 303-310
  Le Troedec, M.; Rachini, A.; Peyratout, C.; Rossignol, S.; Max, E.; Kaftan, O.; Fery, A.; Smith, A.
  
• Probing Multivalent Host-Guest Interactions between Modified Polymer Layers by Direct Force Measurement. The Journal of Physical Chemistry B, 2011. 115(24), p. 7726-7735
  Kaftan, O.; Tumbiolo, S.; Dubreuil, F.; Auzely-Velty, R.; Fery. A.; Papastavrou, G.
  
• Tuning of the Elastic Modulus of Polyelectrolyte Multilayer Films built up from Polyanions Mixture. Macromolecules, 2011. 44(22): p. 8954-8961
  Trenkenschuh, K.; Erath, J.; Kuznetsov, V.; Gensel, J.; Boulmedais, F.; Schaaf,P.; Papastavrou, G.; Fery, A.
  
• Note: Mechanically and chemically stable colloidal probes from silica particles for atomic force microscopy. Review of Scientific Instruments, 2012. 83(11) Nr.: 116103
  Kuznetsov, V.; Papastavrou, G.
  
• Adhesion of Colloidal Particles on Modified Electrodes. Langmuir, 2013. 28(48): p. 16567-16579
  Kuznetsov, V.; Papastavrou, G.
  
• Clay-Based Nanocomposite Coating for Flexible Optoelectronics Applying Commercial Polymers. ACS Nano, 2013. 7(5): p. 4275-80
  Kunz, D.A.; Schmid, J.; Feicht, P.; Erath, J.; Fery, A.; Breu J.
  
• Efficient three-component coupling catalysed by mesoporous copper-aluminum based nanocomposites. Green Chemistry, 2013. 15(5), p. 1238-1243
  Dulle, J.; Thirunavukkarasu, K.; Mittelmeijer-Hazeleger, Marjo C.; Andreeva, D.; Shiju, N. R., Rothenberg, G.
  
• In-plane Modulus of Singular 2:1-Clay Lamellae Applying a Simple Wrinkling Technique. ACS Applied Materials and Interfaces, 2013. 5: p. 5851-5855
  Kunz, D.; Erath, J.; Kluge, D.; Thurn, H.; Putz, B.; Fery, A.; Breu, J.
  
• Phototunable Surface Interactions. Langmuir, 2013. 29: p. 12138-12144
  Erath, J; Cui, J; Schmid, J; Kappl, M; del Campo, A; Fery, A
  
• Reversible Swelling Transitions in Stimuli-Responsive Layer-by-Layer Films containing Block Copolymer Micelles. Chemical Science, 2013. 4(1): p. 325-334
  Gensel, J.; Dewald, I.; Erath, J.; Betthausen, E.; Mueller, A. H. E.; Fery, A.
  
• Space-Resolved In-Plane Moduli of Graphene Oxide and Chemically Derived Graphene Applying a Simple Wrinkling Procedure. Advanced Materials, 2013. 25(9), p. 1337-1341
  Kunz, D.; Feicht, P.; Goedrich, S.; Thurn, H.; Papastavrou, G.; Fery, A.; Breu, J.
  
• Surface properties of spider silk particles in solution. Biomaterials Science, 2013. 1(11), p. 1166-1171
  Helfricht, N.; Klug, M.; Mark, A.; Kuznetsov, V.; Blüm, C.; Scheibel, T. ; Papastavrou, G.
  
• Ion Adsorption on Modified Electrodes as Determined by Direct Force Measurements under Potentiostatic Control. Journal of Physical Chemistry C, 2014. 118(5): p. 2673-2685
  Kuznetsov, V.; Papastavrou, G.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/jp500425g)
• Microfluidic liquid jet system with compatibility for atmospheric and high-vacuum conditions. Lab Chip, 2014
  Trebbin M.; Krüger K.; DePonte Daniel; Roth S.; Chapman H. N.; Förster S.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1039/C3LC51363G)