Rasterkraftmikroskopie in der Nanoplastikforschung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sergej Fatikow
• Fachliche Zuordnung: Mikrosysteme ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Messsysteme
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497034305

Submikrometergroße Kunststoffpartikel (Nanoplastikpartikel, NPs) sind in der Umwelt inzwischen allgegenwärtig, wobei die Auswirkungen dieser Partikel auf verschiedene Ökosysteme sowie die damit verbundenen Risiken noch weitgehend unbekannt sind. Aufgrund ihrer kleinen räumlichen Dimensionen stellt die Identifikation/Charakterisierung von NPs eine große experimentelle Herausforderung dar. Darüber hinaus gibt es noch keine etablierte Methodik zur systematischen Untersuchung der Wechselwirkungen von NPs unter relevanten Umgebungsbedingungen. Die Rasterkraftmikroskopie stellt in diesem Zusammenhang eine vielversprechende Methodik dar, welche es über ein bildgebendes Verfahren ermöglicht die Größe, Form, Rauheit und mögliche Agglomerationen von NPs zu bestimmen. Über die Bildgebung hinaus kann die feine Spitze des Mikroskops auch für eine Untersuchung mechanischer, adhäsiver und tribologischer Eigenschaften auf der Nanoskala eingesetzt werden. Dieses erhebliche Potenzial wurde für die Charakterisierung von NPs jedoch noch nicht vollumfänglich eingesetzt und somit gibt es derzeit keine wissenschaftlich fundierte Grundlage, die eine umfassende Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Rasterkraftmikroskopie in diesem Zusammenhang ermöglichen würde. Im Rahmen dieses Projektes wird die Rasterkraftmikroskopie systematisch und automatisch zur Charakterisierung von NPs eingesetzt. Ziel ist es, statistisch signifikante Messreihen durchzuführen, die eine wissenschaftliche Bewertung des Potenzials der Rasterkraftmikroskopie im Bereich der Nanoplastikforschung ermöglichen sollen. Darüber hinaus soll die Fähigkeit des Rasterkraftmikroskops bewertet werden, die Wechselwirkungen von NPs in relevanten Umgebungen in-situ zu untersuchen. Zu diesem Zweck werden Rastersonden mit NPs dekoriert und deren Wechselwirkungen unter Variation von Umgebungsbedingungen studiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen