Integration und Weiterentwicklung von ESEM-Methoden für multimaterielle Anwendungen

Übersicht

Das GZMS – Zentrum für multidisziplinäre Strukturanalyse ist eine zentrale Forschungsinfrastruktur der Hochschule Bremen und wird regelmäßig von Forschenden aus mehreren Forschungsclustern und Fakultäten genutzt. Es unterstützt eine breite Palette interdisziplinärer Fragestellungen in den Lebens-, Material- und Ingenieurwissenschaften. Eine Schlüsseltechnologie des GZMS ist das Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM), dass die hochauflösende Untersuchung empfindlicher Proben unter kontrollierten Feuchte- und Druckbedingungen ermöglicht und damit multimaterielle Anwendungen erschließt, die mit konventioneller Elektronenmikroskopie nicht zugänglich sind. Das Cluster-übergreifende Projekt ESEM-INTEGRA widmet sich der Integration und gezielten Weiterentwicklung von ESEM-Methoden für unterschiedliche Werkstoffklassen. Im Mittelpunkt steht die systematische Ermittlung von Betriebsparametern, die eine stabile, reproduzierbare und artefaktarme Bildgebung komplexer biologischer und technischer Proben erlauben. Vorarbeiten im laufenden Betrieb haben gezeigt, dass insbesondere Biopolymere, biologische Verbundstrukturen und faserverstärkte Materialien bislang nur eingeschränkt untersucht werden können, da geeignete Parameter wie Luftfeuchte, Kammerdruck, Beschleunigungsspannung oder Strahldosis nicht systematisch bekannt sind. Die Kenntnis passender Parameter ist eine wesentliche Voraussetzung für die Beantragung von Forschungsprojekten, da Fördergeber zunehmend erwarten, dass die Eignung der eingesetzten Methodik und Infrastruktur bereits im Antrag nachvollziehbar belegt wird. Entsprechend zielt ESEM-INTEGRA darauf ab, belastbare Best-Practice-Parameter zu definieren und diese durch Proof-of-Concept-Aufnahmen und exemplarische Auswertungen zu untermauern, die die Funktionalität der Methoden für konkrete Fragestellungen demonstrieren. Ergänzend werden Parameter und Abläufe für EDX-Analysen an komplexen biologischen Proben entwickelt, bei denen Feuchtegehalt, Strahlenergie und Materialempfindlichkeit die Qualität chemischer Informationen maßgeblich beeinflussen. Die Ergebnisse werden in standardisierten Protokollen, Bildserien und detaillierten Anleitungen dokumentiert und stehen hochschulweit zur Verfügung. Damit stärkt das Projekt die methodische Basis zahlreicher Forschungsaktivitäten, erhöht die Sichtbarkeit des GZMS und kommt der gesamten HSB in Forschung, Lehre und Drittmittelakquise zugute.