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Mit dem Gerät nano-IR können die chemischen Zusammensetzungen eines Materials sowie deren Mikrostruktur untersucht werden. Es ist in der heutigen Zeit wesentlich, diese beiden Eigenschaften untersuchen zu können, da Materialien mittlerweile oftmals aus mehreren chemischen Verbindungen zusammengesetzt sind und die Bestimmung und Analyse der Einzelkomponenten für die Weiterentwicklung und Verbesserung eines Materials von grosser Wichtigkeit sind. Die Fähigkeit des Gerätes, molekulare Bausteine des zu untersuchenden Materials dreidimensional darzustellen, trägt dazu bei, das Material von Grund auf zu begreifen und vor allem seine Eigenschaften und den Produktionsablauf zu optimieren.
Die Besonderheit des AFM besteht aus einer speziellen Spektromikroskoskopietechnik, der PTIR (Photothermal Induced Resonance). Dabei wird mit einer winzigen Spitze die Oberfläche eines Materials abgetastet. Gleichzeitig wird das Material unter der Spitze mit einem pulsierenden Infrarotlaser leicht erhitzt, wodurch sich das Material ausdehnt. Die Art und Weise wie sich das Material ausdehnt lässt Rückschlüsse auf die chemischen Eigenschaften zu.
Man kann also in einer Messung gleichzeitig die Topographie der Oberfläche sowie die chemische Zusammensetzung des Materials ermitteln.
An der Empa gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten für AFM-IR in verschiedenen Abteilungen. Man kann zum Beispiel die Mikrostruktur von Recyclingasphalt untersuchen um zu ermitteln wie sich alte und neue Komponenten im Recyclingprozess mischen.
Die Nanoscale IR Spektrometrie kann auch als Werkzeug für die Bestimmung von sogenannten Sol-Gel-Materialien eingesetzt werden. Kombiniert man die detaillierten, morphologischen und chemischen Ergebnisse in räumlich bestimmten Gebieten, ergibt sich eine exzellente Möglichkeit, die Eigenschaften von eisabweisenden Oberflächen unter erschwerten Umweltbedingungen zu erforschen.