Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weltgrößte Datenbank für die Präparation von Materialien und Werkstoffen entsteht

20.07.2010
Materialien müssen heute vielfältige Anforderungen erfüllen: Keramiken sollen hitzebeständig sein oder Kunststoffe den Strom leiten. In den Laboren werden dafür neue Werkstoffe entwickelt, deren Qualität die Hersteller überwachen müssen. Dies stellt ihre Prüflabore vor große Herausforderungen, da man die Materialproben vor der Analyse erst aufwändig behandeln muss. Detaillierte Anleitungen für diese so genannte Präparation von Werkstoffen kann man jetzt in der weltweit größten Datenbank „Petzidat“ finden, die Firmen kostenlos nutzen und ergänzen können. Sie wurde von Materialforschern um Professor Frank Mücklich an Saar-Uni und dem Steinbeis-Zentrum für Werkstofftechnik (MECS) entwickelt.

„Materialforscher können heute in das Innere von Werkstoffen blicken und die Eigenschaften eines Materials genau analysieren“, sagt Frank Mücklich. Sie interessierten sich dabei sowohl für die chemische Zusammensetzung des Werkstoffes als auch für seine innere Struktur. Diese wird in ihrer oft komplexen Geometrie nicht nur in winzigen Mikro- und Nanodimensionen, sondern bis zum einzelnen Atom hin untersucht. „Bevor jedoch diese innere Struktur eines Werkstoffes im Mikroskop sichtbar gemacht werden kann, müssen die Proben absolut störungsfrei präpariert werden“, erläutert der Materialforscher.

Zuerst wird dafür eine kleine Probe des Werkstücks sorgsam herausgetrennt. Diese wird mit Diamantpartikeln in präzise abgestufter Größe von wenigen tausendstel Millimetern geschliffen und poliert. „Diese Materialoberfläche ist im Mikroskop zunächst oft ziemlich kontrastlos. Im zweiten Schritt muss daher die innere Struktur sichtbar gemacht werden, damit man im Licht-, Elektronen- oder auch Rastersondenmikroskop die zum Teil komplexen geometrischen Anordnungen erkennen kann“, sagt Mücklich. Dafür werden die Materialien mit unterschiedlichen Zutaten wie etwa Schwefelsäure oder Kupfersulfat behandelt. Die Dosierung dieser Zutaten wird in einer genauen Anleitung, der so genannten Rezeptur, erfasst.

Die vielfältigen Rezepturen für das Präparieren von Werkstoffen hängen von verschiedenen Faktoren wie der chemischen Zusammensetzung des Werkstoffes und seiner Behandlung ab. Die Forscher mussten daher gemeinsam mit den Anwendern erst einmal Kriterien festlegen, um die Rezepturen sinnvoll in einer Datenbank zusammenzufassen. „In der Praxis findet man selten eine genau passende Rezeptur, sondern muss nach ähnlichen Mustern suchen, die dann zu der Struktur des Werkstoffes passen“, sagt Frank Mücklich. Sein Team holte sich dafür Unterstützung von den Saarbrücker Informatikforschern um Professor Gerhard Weikum, die auf die komplexe Suche in Datenbanken spezialisiert sind. Sie gewichteten die Rezepturen nach den werkstoffwissenschaftlichen Anforderungen und ihren chemischen Strukturen. Bereits im Jahr 1994 wurde von Günter Petzow, damals Direktor am Stuttgarter Max-Planck-Institut für Materialforschung, eine umfangreiche Sammlung solcher Rezepturen zusammengetragen und im so genannten „Ätzbuch“ dokumentiert, das inzwischen in 14 Sprachen übersetzt zum weltweiten Standardwerk geworden ist. Diese Dokumentation bildet die Basis für die neue Präparationsdatenbank Petzidat, die von renommierten Geräteherstellern unterstützt wird.

Wie sich aus diesem Grundlagenwerk eine Datenbank entwickelt hat, fasst Frank Mücklich in einem Bild zusammen: „Der Baum der Werkstoffvielfalt wächst ständig weiter. Es entstehen immer neue Äste und Zweige, an denen diese Rezepturen quasi die Blätter darstellen – allerdings sind alle unterschiedlich, zum Teil aber verwandt. Im ursprünglichen Ätzbuch war dies – um im Bild zu bleiben – noch ein kleiner Baum, dem manche große Äste komplett fehlten“, erklärt der Professor. Dazu zählen Halbleitermaterialien für moderne Photovoltaik-Anwendungen ebenso wie zum Beispiel supraleitende Keramiken. Darüber hinaus schlummern in den Materialographie-Laboren etwa der Automobil- und Elektroindustrie ein riesiger Erfahrungsschatz, der oft nur intern bekannt ist und lediglich in einer Firma angewendet wird.

„Dadurch geht Wissen auch schnell wieder verloren, wenn Mitarbeiter in den Ruhestand gehen oder den Arbeitsplatz wechseln“, bedauert der Materialforscher. Dies sei auch eine Gefahr für den Wirtschaftsstandort Deutschland, da gerade hierzulande die Metallographen fachlich sehr gut ausgebildet seien. „Der Ausbau einer gemeinsamen Wissensbasis sollte daher allen Anwendern ein Anliegen sein. Wir bieten die Datenbank dafür kostenlos an und geben Interessierten die Möglichkeit, eigene Rezepturen einzubringen“, sagt Professor Mücklich. In einem Forum könne man außerdem alle Probenpräparationen miteinander diskutieren und gemeinsame Regeln erörtern, inwieweit die Erfinder neuer Präparationsverfahren offen gelegt werden sollen.

Fragen beantwortet:

Frank Mücklich, Professor für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes
Steinbeis-Zentrum für Werkstofftechnik / Material Engineering Center Saarland (MECS)
Tel. 0681/302-70500
Mail: muecke@matsci.uni-saarland.de
Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Sie können Telefoninterviews in Studioqualität mit Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes führen, über Rundfunk-ISDN-Codec. Interviewwünsche bitte an die Pressestelle (0681/302-3610) richten.

Friederike Meyer zu Tittingdorf | idw
Weitere Informationen:
http://www.materialography.net
http://www.uni-saarland.de/pressefotos

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Studie InLight: Einblicke in chemische Prozesse mit Licht
22.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Eigenschaften von Magnetmaterialien gezielt ändern
16.11.2016 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie