Forschungsinnovation: Dreidimensionale Analyse von Baustoffen
Das High-Tech-Mikroskop der Firma ThermoFisher ermöglicht erstmalig eine dreidimensionale Abbildung und Analytik von Baustoffen und dessen Bestandteilen auf der Nanoskala. Dabei werden automatisiert mittels einem fokussiertem Ionenstrahl Schicht für Schicht des Materials mit einer Präzision von ca. 5nm abgetragen und parallel mittels Elektronenstrahl ultrahochaufgelöst abgebildet. Anschließend wird, über bildverarbeitende Programme ein 3D-Modell rekonstruiert simuliert. Dieses bildet die Grundlage für weitere quantitative Charakterisierung des Materials. In Kombination mit einem bereits vorhandenem Röntgen-Computer Tomographen (CT) eröffnen sich damit völlig neue Möglichkeiten für die Materialcharakterisierung auf allen Ebenen.
»Die Verknüpfung von Analyse und 3D-Modellierung ist ein Alleinstellungsmerkmal des Institutes und ermöglicht uns auf dem internationalen Markt der Baustoffforschung wettbewerbsfähig zu bleiben«, erläutert Prof. Dr.-Ing. Horst-Michael Ludwig, Leiter des FIB. Schwerpunkt der Forschung ist die Charakterisierung des Massenbaustoffes Beton und dessen Bestandteilen (Zement, Gesteinskörnungen, Betonstahl, Zusatzmittel und Zusatzstoffe) auf der Nano- bis Mikroebene. Aber auch andere Baustoffe wie Stahl, Holz, Gips, Glas und Keramik sind Gegenstand der Untersuchungen.
Interdisziplinäre Nutzungspotenziale
Seit 1973 werden an der Bauhaus-Universität Weimar rasterelektronenmikroskopische Techniken zur Charakterisierung von Baustoffen angewendet. Seither haben sich die Anforderungen an Baustoffe kontinuierlich weiterentwickelt, wodurch die Weimarer Forscher immer wieder neue analytische Verfahren zur Materialcharakterisierung anwenden. Zu den größten Herausforderungen unserer Zeit zählen die Erforschung und Entwicklung innovativer, nachhaltiger Baumaterialien wie beispielsweise CO2-reduzierte Betone. Aber auch bei Fragen zur energetischen Sanierung oder der Erhaltung maroder Infrastrukturbauwerke wie Straßen und Brücken können Strukturmodelle Aufschluss geben.
»Die Nutzungsmöglichkeiten der dreidimensionalen Rasterelektronenmikroskopie sind vielfältig, deshalb wird das neue Gerät an der Bauhaus-Universität Weimar interdisziplinär eingesetzt«, bekräftigt Ludwig. Dies schließt beispielsweise auch die Fakultät Kunst und Gestaltung mit ein, welche sich zukünftig mit der Mikrostruktur kompostierbarer Abfallbeutel auseinandersetzten möchte.
Anlieferung: 05.11. 2018
Vollständige Installation: 02/2019
Zuwendung / Kosten: 1.880.000,00 €
Finanzierung: 50% DFG Großgeräteantrag, 50% EFRE, zugewiesen durch das TMWWDG im Zeitraum 2014 bis 2020
