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Lokale Oberflächeneigenschaften von Holz im µ-Bereich mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM)

Innerhalb eines vom Fraunhofer WKI finanzierten Projekts werden am FG Organische Baustoffe und Holzwerkstoffe Untersuchungen an Holzoberflächen mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) durchgeführt. Ein Ziel innerhalb des Projektes ist die Oberflächeneigenschaften auf lokaler, anatomischer Ebene zu bestimmen (BILD 1). Hierfür werden die Oberflächen von AFM-Spitzen chemisch funktionalisiert und anschließend die adhäsiven Wechselwirkungen mit der Holzoberfläche untersucht (BILD 2). Daraus können analog zur Kontaktwinkelmethode die lokalen Oberflächenspannungen berechnet werden.

Die Methode ermöglicht es, verschiedene Effekte, wie Alterung, Luftfeuchte- und Temperaturvariationen oder Effekte durch physikalische und chemische Modifikations-methoden, gezielt zu verfolgen. Die gewonnenen Informationen sind für die Klebstoffentwicklung und die Holzwerkstoffindustrie relevant. Weiterhin kann die Methode für industrielle Anwendungen, bei denen Oberflächeneigenschaften poröser Materialien eine Rolle spielen, Verwendung finden.

Abb.1: Mikroskopiebild einer Fichtenschnittfläche (links). Topographie-Scan mittels AFM der untersuchten Bereiche (rechts).
Abb.2: Adhäsionskraftverteilung mit –OH und –CH3 funktionalisierten Spitzen.