Mapping des komplexen Elastizitätsmoduls mikrostrukturierter Polymerproben

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Brunero Cappella; Professor Dr.-Ing. Cameron Tropea, seit 2/2014
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227967696

Ein besseres Verständnis grundlegender Phänomene in der Nanowissenschaft und die Weiterentwicklung von Nanomaterialien und Nanotechnologien setzt die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Polymeren auf der Nanoskala voraus. Dies gilt auch für Polymere, die in vielen Bereichen der Nanotechnologie Anwendung finden. Dafür können nur Messgeräte mit einer räumlichen Auflösung auf der Submikrometer-Skala eingesetzt werden, wie z.B. das Rasterkraftmikroskop (AFM) oder der Nanoindentor.Wichtige Hindernisse für die quantitative Bestimmung der mechanischen Eigenschaften mit beiden Geräten, d.h. vor allem die Anwendung der Theorie von Oliver und Pharr für den Nanoindentor und die Unkenntnis der Geometrie der Spitze für das AFM, werden am Anfang dieses Projekts durch den Vergleich der Messergebnisse überwunden.Der Kern des Projekts ist die Weiterentwicklung und Validierung der Kraftmodulations-Technik als Messmethode mit Submikrometer-Ortsauflösung zur Bestimmung und zum Mapping des Verlustmoduls. Die mit AFM und Nanoindentor erzielten Ergebnisse werden mit anderen etablierten Messtechniken, wie z.B. der dynamischen mechanischen Analyse (DMA), verglichen.Aufgrund seiner einzigartigen Auflösung im Nanometerbereich ist das AFM für die Untersuchung und das Mapping der lokalen Eigenschaften von inhomogenen Polymerproben prädestiniert. Die Untersuchung der mit Kraftmodulation erreichbaren räumlichen Auflösung und die Bestimmung des Verlustmoduls von dünnen Polymerfilmen, mikrostrukturierten Polymerblends und Copolymeren ist das Ziel der Endphase des Projekts.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Michael Griepentrog
• Ehemaliger Antragsteller: Privatdozent Dr. Elmar Bonaccurso, von 7/2012 bis 2/2014