Polypropylen bis ins kleinste Detail

Nanotomographische Abbildung der kristallinen Bereiche

Dem Geheimnis der Anpassungsfähigkeit von Polypropylen ist einer von der VolkswagenStiftung eingerichtete Nachwuchsgruppe um Professor Dr.
Robert Magerle und Dr. Nicolaus Rehse an der Technischen Universität Chemnitz auf die Spur gekommen. Dem Forscherteam ist es erstmals gelungen, die Struktur von Polypropylen im Nanometerbereich sichtbar zu machen.

Möglich wurde dies durch die von Magerle entwickelte Methode der Nanotomographie. Die 3D-Bilder machen deutlich, dass die Wandlungsfähigkeit der Kunststoffe in der Zusammensetzung des Materials auf der Nanoskala begründet ist.

Die Nanotomographie öffnet den Blick auf Strukturen bis zu einer Größe von zehn Nanometer. Schicht für Schicht einer Probe wird abgetragen und nach jedem Schritt ein Bild von der Oberfläche aufgenommen. Dabei wird mit der Rasterkraftmikroskopie nicht nur die Materialverteilung registriert, sondern auch die Form der Oberfläche vermessen. So erhalten die Wissenschaftler die genaue Lage von verschiedenen Materialkomponenten in einer Schicht - und zwar selbst dann, wenn diese eine gewisse Rauhigkeit aufweist. Die Daten der einzelnen Schichten werden anschließend im Computer zu einem dreidimensionalen Bild zusammengesetzt.

Die aus der Nanotomographie erhaltenen Strukturdaten eröffnen neue Möglichkeiten für die Herstellung moderner Materialien. Von den 3D- Bildern ausgehend lassen sich die Materialeigenschaften simulieren. Das liefert etwa Hinweise darauf, wie sich das Produkt für die gewünschte Anwendung optimieren lassen könnte. Aktuelle Beispiele sind Klebestreifen aus Polypropylen mit gezielt einstellbarer Haftfähigkeit oder Polyethylenfasern mit extrem hoher Festigkeit.

COMPAMED.de; Quelle: VolkswagenStiftung