FWF - Poröse Membrane - Poröse Membrane

Die Entwicklung von Rastersonden-Mikroskopieverfahren hat eine Revolution im Bereich der Materialuntersuchungen auf Nanometer-Größenskala eingeleitet. Häufig wird die Erfindung des Rastertunnelmikroskops Anfang der 80er Jahre des 20. Jahrhunderts als die Geburtsstunde der Nanotechnologie bezeichnet. In dem hier beantragten Forschungsprojekt stellen wir eine vollkommen neue Abbildungstechnik für Materialuntersuchungen vor, das Helium-Rastermikroskop. Im Helium-Rastermikroskop wird ein fokussierter Strahl neutraler Heliumatome für die Messung von Materialeigenschaften eingesetzt. Die Hauptvorteile liegen in der niedrigen Energie des Heliumstrahls (weniger als 100 meV bei einer de Broglie Wellenlänge von 1 Angstrom) und dem inerten Charakter der Atome begründet. In diesem Projekt wird die neue Abbildungstechnik angewandt auf: a) Künstliche Membranen: Durch Fokussierung des Heliumstrahls auf die Membran sowie die Messung der transmittierten Strahlintensität kann die lokale Permeabilität (Transmissivität) der Membranen bestimmt werden, die Aufschluß über die innere Struktur geben wird. Die gewonnenen Erkenntnisse können zu Verbesserungen für den Entwicklung und Herstellung neuer Membranen für unterschiedliche Anwendungen führen. Kein zur Zeit eingesetztes Messverfahren bietet diese Möglichkeit. b) Biologische Membranen: Durch Einsatz des fokussierten Heliumstrahls im Beugungs-Messmodus werden Strukturuntersuchungen an fragilen Proteinkristallen möglich, die bei der Anwendung von Standard-Beugungsverfahren leicht beschädigt werden. Erste Messungen werden in Transmission an 2D S-layer Proteinkristallen durchgeführt werden. S-layer Proteinkristalle treten zum Beispiel in bakteriellen Membranen auf.