NanoScaleAbdruck – Projekte – Pioneer Fund – Technische Universität Darmstadt

NanoScaleAbdruck

Es gibt eine Vielzahl von Analysemethoden um Informationen bzgl. der Topographie von Oberflächen zu erhalten. Sie unterscheiden sich im Auflösungsvermögen sowie in den zugrundeliegenden physikalischen Techniken. Allen ist jedoch gemein, dass die zu untersuchende Oberfläche unmittelbar mit dem Analysegerät in Wechselwirkung treten muss.

Oft liegt es an der Proben- oder Messgeräteabmessung, dass eine Untersuchung nicht zerstörungsfrei oder ohne aufwendige Montagearbeiten möglich ist. In vielen Fällen bedeutet das hohen Kosten durch Stillstand oder Ersatz.

Diese Probleme können durch den hier neu entwickelten, indirekten Ansatz überwunden werden. Ein Handgerät ermöglicht auf Knopfdruck die zerstörungsfreie, kostengünstige und schnelle Erzeugung von hochgenauen Abdrucken (Replikaten) der Oberfläche zur hochauflösenden Analyse der Topographie. Dazu wird ein Polymer mit sehr guten Benetzungseigenschaften auf die zu analysierende Oberfläche aufgebracht. Das Polymer wird dann durch ultraviolettes Licht extrem schnell ausgehärtet, wodurch ein haltbares und hochgenaues Replikat der Oberfläche erzeugt wird. Die Abformung und Aushärtung des Replikats findet komplett innerhalb des zu entwickelnden Handgerätes statt.

Ziel des Projekts ist die Herstellung eines einfach zu bedienenden Prototypen eines Handgerätes für den Nachweis des Funktionsprinzips in realen Umgebungsbedingungen.

Entwicklung eines Handgerätes mit „Polymer-Pads“

Das Prinzip ist vergleichbar dem der Kaffee-Pads-Maschinen. Der Kunde kann das Handgerät für verschiedene Anwendungen und Oberflächen mit speziell konzipierten Polymer-Pads bestücken. Was beim Kaffee die unterschiedlichen Aromen sind, sind bei der hier vorgestellten Methode unterschiedliche Polymer-Pads, die für die jeweiligen Oberflächen optimiert sind (Metall, Kunststoffe, Keramik, …) oder Spezialanforderungen erfüllen (z.B. für besonders hohe Temperaturen).

Technologie und Vorteile

Die Wissenschaftler Dr. Lars-Oliver Heim und Prof. Dr. Robert Stark möchten mit dieser Technologie die Möglichkeit eröffnen, reproduzierbar, schnell und anwenderfreundlich hochaufgelöste Replikate von Oberflächen zu erzeugen um damit Oberflächen zerstörungsfrei zu analysieren. Durch die Herstellung und Vermessung von Replikaten anstelle der Oberflächen ergeben sich folgende Vorteile:

• Es gibt nur geringe geometrische Einschränkungen, das Verfahren ermöglicht die Analyse von Oberflächen, die sonst nicht zugänglich sind.

• Die zu untersuchende Oberfläche kann im Prozess verbleiben.

• Zeitliche Veränderungen am Untersuchungsobjekt können erfasst werden.

• Oberflächenstrukturen können archiviert werden.

Im Rahmen von Vorgesprächen prägte ein Industriekontakt den Slogan:

„Bringing industry to the lab! “