Rasterkraftmikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das beantragte Rasterkraftmikroskop wurde in dem Berichtszeitraum für unterschiedliche Forschungsprojekte, primär aus dem Profilfeld ‚Polymer- und Kolloidforschung’ an der Universität Bayreuth und dem SFB 840 ‚Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie’ eingesetzt. Das Rasterkraftmikroskop erlaubt es hierbei, nicht nur die Oberflächentopographie und Unterschiede in der Elastizität oder Adhäsion zu untersuchen, sondern es können auch elektrische und thermische Abbildungsmodi eingesetzt werden, bei denen Probeneigenschaften mit nm-Auflösung lateral abgebildet werden. Insgesamt wurden mit dem Rasterkraftmikroskop sowohl sehr unterschiedliche Materialklassen analysiert als auch sehr unterschiedliche Abbildungsmodi verwendet. Im Bereich der porösen Strukturen haben wir insbesondere Hydrogele untersucht, auch im Zusammenhang mit der elektrochemischen Kontrolle auf einem Substrat. Entscheidend war die Möglichkeit, in-situ in Flüssigkeiten diese empfindlichen Proben untersuchen zu können. Die Möglichkeit zu Untersuchung von Ladungsverteilungen auf Oberflächen und der Bestimmung der Leitfähigkeit über Kelvin-Sonden Mikroskopie bzw. TUNA in Kombination mit PeakForce stellte eine sehr wertvolle Technik zur Untersuchung elektrischen Eigenschaften und Ladungsverteilungen von anorganischen und organischen Oberflächen dar. Entsprechende Untersuchungen wurden an unterschiedlichen Systemen wie polymeren Elektreten, Schichtsilikaten oder Graphen durchgeführt. Dieses Rasterkraftmikroskop war auch eines der ersten bei welchem eine neue Generation von Sondenspitzen für die elektrochemische Rasterkraftmikroskopie in Elektrolyten verwendet wurde. Mit diesen Sondenspitzen konnten sehr hohe Auflösungen sowohl im Bereich der topographischen und adhäsiven Abbildung als auch der quantitativen Detektion von Faraday’schen-Strömen erzielt werden. Wir konnten zeigen, dass die Auflösung nur um einen Faktor 2 kleiner war als theoretisch zu erwarten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Monolayers of Poly-L-Lysine on Mica – Electrokinetic Characteristics. J Colloid Interf Sci 2015, 456, 116–124
Morga, M.; Adamczyk, Z.; Gödrich, S.; Oćwieja, M.; Papastavrou, G.
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Controlled Exfoliation of Layered Silicate Heterostructures Into Bilayers and Their Conversion Into Giant Janus Platelets. Angew Chem 2016, 128 (26), 7524–7528
Stöter, M.; Gödrich, S.; Feicht, P.; Rosenfeldt, S.; Thurn, H.; Neubauer, J. W.; Seuss, M.; Lindner, P.; Kalo, H.; Möller, M.; Fery, A.; Förster, S.; Papastavrou, G.; Breu, J.
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Influence of Composition of Amphiphilic Double-Crystalline P3HT- B-PEG Block Copolymers on Structure Formation in Aqueous Solution. Macromolecules 2016, 49 (15), 5484–5493
Reichstein, P. M.; Gödrich, S.; Papastavrou, G.; Thelakkat, M.
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Atomic Force Microscopy with Nanoelectrode Tips for High Resolution Electrochemical, Nanoadhesion and Nanoelectrical Imaging. Nanotechnology 2017, 28 (9), 095711
Nellist, M. R.; Chen, Y.; Mark, A.; Gödrich, S.; Stelling, C.; Jiang, J.; Poddar, R.; Li, C.; Kumar, R.; Papastavrou, G.; et al.
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Systematic Evaluation of Different Types of Graphene Oxide in Respect to Variations in Their in-Plane Modulus. Carbon 2017, 114, 700–705
Feicht, P.; Siegel, R.; Thurn, H.; Neubauer, J. W.; Seuss, M.; Szabó, T.; Talyzin, A. V.; Halbig, C. E.; Eigler, S.; Kunz, D. A.; Fery, A.; Papastavrou, G.; Senker, J.; Breu, J.
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Water Mediated Proton Conduction in a Sulfonated Microporous Organic Polymer. Chem Commun 2017, 53 (54), 7592–7595
Klumpen, C.; Gödrich, S.; Papastavrou, G.; Senker, J.
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Writing with Fluid: Structuring Hydrogels with Micrometer Precision by AFM in Combination with Nanofluidics. Small 2017, 13 (31), 1700962
Helfricht, N.; Mark, A.; Behr, M.; Bernet, A.; Schmidt, H.-W.; Papastavrou, G.
