Untersuchungen auf den Nanometer genau
Fachbereich Maschinenbau der FH Münster schafft Konfokalmikroskop an / Doktorand Julian Hasselmann nutzt das Gerät für Forschung an neuem Implantat-Beschichtungssystem
Mit dem neuen Konfokalmikroskop am Fachbereich Maschinenbau der FH Münster kann Julian Hasselmann seine Untersuchung für ein neuartiges Prothesen-Beschichtungssystem umsetzen. (Foto: FH Münster/Frederik Tebbe)
Das Mikroskop ist in der Lage, per Laser hochaufgelöste 2D- und 3D-Modelle von Oberflächen zu erstellen. (Foto: FH Münster/Frederik Tebbe)
Münster/Steinfurt (3. Juli 2023). Stück für Stück tastet der Laserstrahl die Probe ab. Nur ein Bruchteil der zu untersuchenden Silberionen-Beschichtung wird per Lochblende untersucht – und nach und nach kann das Konfokalmikroskop somit ein 3D-Modell erstellen, das Julian Hasselmann in seiner Forschung einen entscheidenden Schritt voranbringt. Die Anschaffung ist neu im Labor für Werkstofftechnik am Fachbereich Maschinenbau der FH Münster, das von Prof. Dr. Gerhard Gevelmann und Dr. Miriam Laubrock geleitet wird. Das Konfokalmikroskop hilft nicht nur Doktoranden wie Hasselmann, sondern bereitet auch Studierende künftig noch besser auf das spätere Ingenieursleben vor.
Hasselmann ist Absolvent der FH Münster und promoviert eigentlich an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) in der experimentellen Orthopädie im Universitätsklinikum Münster (UKM) unter Leitung von Dr. Dr. Martin Schulze. Jedoch ist er auch als wissenschaftlicher Mitarbeiter auf dem Steinfurter Campus tätig – und eine Kooperation zwischen dem Labor für Werkstofftechnik und dem UKM ermöglicht ihm, seine Arbeit auch an der FH Münster durchzuführen. Hasselmann arbeitet bereits seit seiner Masterarbeit an einem Forschungsprojekt mit, in dem ein spezielles Beschichtungssystem für Endoprothesen entwickelt wird, das Infektionen vorbeugen soll: Eine darauf aufgetragene mit Silberionen versetzte Beschichtung kann durch einen gezielten Schallstoß mithilfe eines sogenannten Stoßwellengeräts aktiviert werden, wodurch der antibakterielle Wirkstoff freigesetzt wird. Hasselmanns Aufgabe ist es unter anderem, die Oberfläche der Beschichtung auf ihre Rauheit oder ihren Verschleiß nach tribologischen Prüfungen zu untersuchen und die Schichtdicke zu bestimmen. Das Konfokalmikroskop sei für diese Arbeit unabdingbar. „Bei den Beschichtungen handelt es sich um weiche Oberflächen“, erklärt er. „Das Gerät arbeitet per Laser, also berührungslos, und beschädigt das Material somit nicht.“
Das Konfokalmikroskop kann verschiedene Materialien mit unterschiedlicher Beschaffenheit untersuchen, ohne dass die Proben wie bei anderen Mikroskopen dafür aufwändig präpariert werden müssen. „Eine Auflösung im Sub-Nanometer-Bereich ist damit möglich. Man kann damit sowohl 2D- als auch 3D-Modelle anfertigen, um das Material noch genauer zu analysieren.“ Möglich ist dies, da das Mikroskop durch eine Lochblende lediglich Licht im Fokusbereich erfasst und dadurch Aufnahmen mit hoher Auflösung erzeugt.
An der FH Münster kommt das neue Mikroskop nun sowohl in Praktika als auch bei Abschluss- und Projektarbeiten zum Einsatz. „Die Konfokalmikroskopie wird auch in der Industrie angewandt“, erklärt Hasselmann, der am Fachbereich Maschinenbau neben seiner Promotion unterrichtet. „Die Studierenden können das Verfahren damit schon bei uns kennenlernen und werden so noch besser auf das Berufsleben vorbereitet.“