Neue Methode zur Erfassung der Füllstoffverteilung innerhalb von Polymer-Verbundwerkstoffen mittels Rasterelektronenmikroskopie

• Applicant: Professor Dr. Wolfgang Bauhofer
• Subject Area: Polymer Materials
• Term: from 2009 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 136239823

Verbundwerkstoffe mit elektrisch leitenden Füllteilchen finden vielfache technische Anwendungen. Neben Leitfähigkeitsruß kommen zunehmend auch Carbon Nanotubes (CNT) zum Einsatz, da von den CNT zusätzlich eine mechanische Verstärkung der Matrix erwartet werden kann. Sowohl für die elektrische Leitfähigkeit des Verbundwerkstoffes als auch für seine mechanischen Eigenschaften ist die Verteilung der Füllteilchen in der Matrix von entscheidender Bedeutung. Für Teilchen im nm-Bereich können mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) sowohl einzelne Teilchen analysiert als auch Übersichtsbilder erstellt werden. Allerdings führt eine unkritische Analyse von REM-Bildern leicht zu Fehlinterpretationen. Wir konnten kürzlich zeigen, dass mit einer gezielt herbeigeführten elektrischen Aufladung der Proben sowohl die Gestalt der CNT als auch ihre Verteilung innerhalb der Polymermatrix über mehrere Längenskalen hinweg untersucht werden kann. Aufbauend auf diese Vorarbeiten soll das vorliegende Forschungsvorhaben zu einem umfassenden Verständnis des durch elektrische Ladungen induzierten Spannungskontrastes zwischen CNT und Matrix im REM führen. In erster Linie wollen wir grundlagenwissenschaftliche Fragestellungen beantworten, die gewonnenen Erkenntnisse werden aber gleichzeitig eine wichtige und dringend benötigte Methode zur Form- und Lageerfassung von leitfähigen Nanopartikeln innerhalb eines Verbundwerkstoffes zur Verfügung stellen.

• DFG Programme: Research Grants