Zweistrahl-Rasterelektronenmikroskop
Final Report Abstract
Das Gerät wird in zahlreichen Forschungsprojekten zur Darstellung der Oberflächen- und Volumenmorphologie von Funktionswerkstoffen sowie zur Bestimmung der Elementzusammensetzung über den angeschlossenen EDX Detektor genutzt. Beispiele sind etwa die Untersuchung der Struktur von mineralischen Biozementen und Knochenadhäsiven, die zusätzlich durch eine Hydrogel- bzw. Polymerphase modifiziert waren. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Größe der Primärkristallite deutlich mit zunehmendem Gehalt an Hydrogel verringerte. Daneben wurde auch anhand von in vivo Explantaten die Morphologie und Zusammensetzung solcher Knochenzemente aus Magnesiumphosphat beurteilt. So war der erhöhte Gehalt an Magnesium im regenerierten Knochengewebe nicht auf eine Einlagerung von Mg in neues Knochenmineral zurückzuführen, sondern stammte sehr wahrscheinlich aus kleinen, noch nicht gelösten Zementpartikeln in der Knochenmatrix. Untersuchungen zu Knochenadhäsiven mit mineralischen Füllstoffen waren auf das Interface zwischen Adhäsiv und Knochen gerichtet, wobei durch Analyse der auf der Knochenoberfläche verbleibenden Adhäsivreste auf ein kohäsives Bruchverhalten geschlossen werden konnte. Für anorganische Schichtwerkstoffe aus Calcium- und Magnesiumphosphaten auf metallischen Substraten wurden sowohl die Schichtzusammensetzung, als auch die Verteilung von Dotierungselementen (Cu, Sr) bestimmt. Durch den Zusatz der Focused Ion Beam (FIB) am Gerät ist es dabei auch möglich, die Schichten während der Untersuchung im Querschnitt zu präparieren und dadurch auch das Interface zum Substrat sichtbar zu machen. Im Bereich des Elektroverspinnens von Polymerschmelzen (Melt Electrowriting, MEW) bzw. Polymerlösungen zu polymeren Faserkonstrukten wurden vor allem die Oberflächenmorphologie und Dimension der Fasern sowie deren Wechselwirkung mit Zellen nach überkritischer Trocknung untersucht. Für Hydrogele und daraus abgeleitete Nanopartikel stand die Analytik derselben in wässriger Umgebung im Fokus, etwa die Vernetzung der Gele. Hier erwies sich die Kryopräparation als sehr hilfreich, durch die etwa die Bildung von Nanogelpartikeln mit einer Größe <50 nm nachgewiesen werden. Gleiches gilt für die Analytik von Goldnanopartikeln, die bis zu einer Größe von 15 nm gut durch das Gerät darstellbar sind.
Publications
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