Physikochemiker bei Foto-Wettbewerb Nano-Bio-Momente unter den ersten drei

160915-neulich_im_eichenwald„Neulich im Eichenwald“ – mit dieser elektronenmikroskopischen Aufnahme erzielte Marcus Koch, Physikochemiker am INM, beim Fotowettbewerb „Nano-Bio-Momente“ den dritten Platz. Was auf den ersten Blick wie das Gesicht eines Waldschrats anmutet, ist die elektronenmikroskopische Aufnahme der Unterseite eines Eichenblatts.

„Augen“ und „Mund“ sind sogenannte Spaltöffnungen im Blatt. Sie regeln den Gasaustausch zwischen Pflanzeninnerem und Umgebung.

Die Oberfläche des „Gesichts“ ist von mikroskopisch kleinen Wachskristallen durchzogen. Die Struktur gibt dem Blatt extrem wasserabweisende Eigenschaften. Diese sogenannte Superhydrophobie ist auch unter dem Namen „Lotus-Effekt“ bekannt. Die Wassertropfen auf dem Blatt haben Kugelform. Die Kontaktfläche zum Blatt ist damit besonders klein. Wasser und Schmutz können einfach von der Oberfläche abperlen. Solche Eigenschaften sind nur durch die Kombination von Oberflächenstruktur und – chemie zu erzielen.

Für die Darstellung dieser Strukturen werden am INM unterschiedliche mikroskopische Verfahren eingesetzt. Das Sieger-Bild wurde mit einem Raster-Elektronenmikroskop aufgenommen, das auch empfindliche Objekte mit einer Auflösung bis zu einigen Nanometern abbilden kann. Diese sogenannte ESEM-Technik (evironmental scanning electron microscopy) eignet sich nicht nur für Objekte aus der Natur. Mit ihr lassen sich auch Oberflächen und Schnitte aus Kunststoff, Glas oder Keramik ohne aufwändige Präparation der Probe darstellen.

Die elektronenmikroskopische Analyse gehört am INM zu den Standard-Werkzeugen, um Oberflächen und ihre Eigenschaften zu untersuchen. Aufgrund der Messergebnisse können die Wissenschaftler ihre Experimente dann immer weiter verfeinern, bis sie die Wunschstruktur für ihre Oberfläche und damit die Wunsch-Eigenschaft erzielt haben. Sie bewirkt, dass ein Material gut haftet, kratz- oder abriebfest oder benetzbar ist. Auch Oberflächen, die dafür sorgen, dass Implantate gut verträglich sind, lassen sich elektronenmikroskopisch untersuchen.