TU Chemnitz, Fakultät für Naturwissenschaften, Chemische Physik: Naturwissenschaften: Physik: Chemische Physik: Prof. Dr. R. Magerle
- TU Chemnitz
Naturwissenschaften- Physik
- Chemische Physik
- Prof. Dr. R. Magerle
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Prof. Dr. Robert Magerle |
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Biographie:
Forschungsinteressen: Zentrales Forschungsthema sind die Struktur und Eigenschaften polymerer Materialien auf dem Nano- und Mikrometermaßstab. Die sehr oft komplexe räumliche Struktur dieser Materialien untersuchen wir mit bildgebenden Methoden wie Rasterkraftmikroskopie und Nanotomographie sowie wissenschaftlicher Bildverarbeitung. Die Nanotomographie kann mit einer Ausgrabung auf der Nanometerskala verglichen werden [1-3]: Von der zu untersuchenden Probe werden Schritt für Schritt wenige Nanometer dicke Schichten abgetragen (z.B. durch naßchemisches Ätzen, Plasmaätzen oder chemomechanisches Polieren) und nach jedem Abtragschritt wird die freigelegte Probenoberfläche mittels Rasterkraftmikroskopie abgebildet. Dabei werden sowohl die Form der Oberfläche als auch lokale Materialeigenschaften mit höchster Ortsauflösung erfasst. Aus dem Stapel von Schichtbildern mit nur wenigen Nanometern Zwischenabstand kann die räumliche Struktur der Probe mit 10 nm Auflösung rekonstruiert werden. Unsere aktuelle Forschung konzentriert sich auf teilkristalline Polymere, Blockcopolymere und biologische Materialien.
Teilkristalline Polymere, wie z.B. Polyethylen und Polypropylen, haben einen sehr weiten Anwendungsbereich. Ihre Eigenschaften können durch Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren gezielt beeinflusst werden. Die räumliche Mikrostruktur des Materials, die ein wichtiger Parameter ist, läßt sich mittels Nanotomographie sehr gut abbilden [4,5]. Die Deformation der einzelnen Kristalle bei Dehnung des Materials verfolgen wir in Mikrozugversuchen in situ mit dem Rasterkraftmikroskop. Ergebnisse dieser Messungen sollen zu einem besseren Verständnis der Mikromechanik beitragen und als Ausgangspunkt für detaillierte Finite-Elemente-Modelle der mechanischen Eigenschaften dienen. Die an polymeren Materialien entwickelten Abbildungsmethoden versuchen wir auf biologische Materialien zu übertragen, die einen komplexen hierarchischen Aufbau besitzen. Aus materialwissenschaftlicher Sicht kann Knochen als ein Verbundwerkstoff aus anorganischen Hydroxylapatitpartikeln aufgefasst werden, die in einer organischen Kollagenmatrix eingebettet sind. Wir untersuchen die Struktur von nativem Knochen mit dem Ziel, eine routinemäßige Abbildung mittels Nanotomographie zu etablieren. Von besonderem Interesse für das Verständnis von Struktureigenschaftsbeziehungen von Knochen sowie seiner Mikromechanik ist die hochauflösende Abbildung mechanischer Eigenschaften, wie sie nur mit der Rasterkraftmikroskopie möglich ist. Dafür entwickeln wir geeignete Präparationstechniken, Ätzverfahren und Abbildungstechniken der Rasterkraftmikroskopie.
Ausgewählte Veröffentlichungen: |
