Beschaffung eines Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (FE-REM) mit integrierter Cryo Einheit
für die Untersuchung von nicht-leitenden, feuchten oder noch ausgasenden Proben im variablen Niedervakuum-Modus,
zusätzlich ausgerüstet mit SE-, BSE- und EDX-Analytik für den Hoch- und Niedervakuum-Bereich.
Die Universität Koblenz-Landau beabsichtigt den Kauf eines Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (FE-REM) mit integrierter Cryo-Einheit für die Untersuchung von nicht-leitenden, feuchten oder noch ausgasenden Proben im variablen Niedervakuum-Modus. Das System muss weiterhin für den Hoch- und Niedervakuum-Bereich mit einem kompatiblen Sekundär-Elektronen- (SE-) und einem "backscattered electron" (BSE) Detektor sowie einer entsprechenden energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) ausgerüstet sein.
Der Campus Koblenz der Universität Koblenz-Landau wird zum 01.01.2023 eine selbstständige Universität. Als die interdisziplinäre Universität im Norden von Rheinland-Pfalz wird sie Wissen - Transformation - Innovation in den Profilbereichen "Bildung", "Informatik", "Kultur und Vermittlung" sowie "Material und Umwelt" leben und Impulse in die Lehrkräftebildung und die Region geben.
Der Fachbereich 3 Mathematik/Naturwissenschaften am Campus Koblenz bearbeitet das Forschungsleitthema "Material & Umwelt". Dies gliedert sich wiederum in drei Schwerpunkte auf: "Materialeigenschaften und funktionale Oberflächen", "Modellieren und Simulieren" und "Biodiversität und Ökosysteme". Durch die damit verbundenen, interdisziplinären Forschungsaktivitäten gewährleistet der Fachbereich Erkenntnisgewinn sowie Lösungsansätze für regional, national und international gesellschaftlich relevante mathematisch-naturwissenschaftliche Fragestellungen.
Das zu beschaffende Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FE-REM) mit integrierter Cryo-Einheit soll dabei einen wesentlichen Teil bei der Erforschung dieser Schwerpunkte leisten. So werden in entsprechenden Teilprojekten die hochauflösende Elektronenmikroskopie zum Nachweis und zur Charakterisierung von Mikroorganismen (Viren, Bakterien) sowie zur Untersuchung der Besiedlung von Werkstoffen durch Mikroorganismen und der entsprechenden Konsequenzen für die Nutzung und Lebensdauer der betroffenen Werkstoffe eingesetzt. Ein wichtiger Punkt hierbei ist die Schnittstelle zwischen der belebten Natur und den Werkstoffen. So stehen im Fokus der Bearbeitung zum einen die Beschaffenheit und Funktionalität aber auch die Lebensdauer von Werkstoffen (Metall, Kunststoff, Keramik) im Wechselspiel mit der belebten Natur in Form von Mikroorganismen. Ein weiterer Schwerpunkt wird die Entwicklung innovativer Werkstoffe und Werkstoffober- bzw. -grenzflächen sein, die beispielsweise eine Besiedlung mittels Mikroorganismen verhindern bzw. gezielt steuern können. Dieses Thema ist nicht nur in Bezug auf die biologische Abbaubarkeit von Kunststoffen von Interesse, sondern spielt auch für medizinische und biotechnologische Anwendungen dieser Materialien und ihrer nachhaltigen Nutzung eine wichtige Rolle.
Da ein großer Teil der Proben auf Grund ihres biologischen Anteils naturgemäß wasserhaltig ist, ist der Bedarf eines Cryo-Systems inclusive einer Transfer-Einheit nötig. Dies ermöglicht zunächst, dass die Proben außerhalb der Kammer bis zu -190 °C ein gekühlt und fixiert werden können. Nach dem Transfer in die REM-Hauptkammer soll so unterbunden werden, dass unter Hochvakuumbedingungen bzw. dem Niedervakuumbetrieb das enthaltene Wasser verdampft und dabei die biologischen Strukturen irreversible zerstört werden. Ohne diese Aufarbeitung würde dies bei den Proben zu hohen Informationsverlusten führen. Die werkstoffwissenschaftlichen Aspekte erfordern neben der Oberflächencharakterisierung der Proben auch weitere Informationen zu deren elementaren Materialzusammensetzung, die mittels hochauflösender energiedispersiver Röntgenspektroskopie ermittelt wird. Ein essentieller Bestandteil ist hierbei eine Echtzeit-Darstellung der chemischen Zusammensetzung der zu untersuchenden Probe, die lokale Element-Verteilungen bis hinunter zur Bild-Punktanalyse möglich macht.
Das Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (FE-REM) mit integrierter Cryo-Einheit muss weiter so ausgestattet sein, dass in Zukunft eine Nachrüstbarkeit für einen motorisierten Scanning Transmissions Elektronen Detektor (STEM, Auflösung von weniger als 1 nm@30 kV) gewährleistet ist. Die anderen Detektoren sollen weiterhin simultan einlesbar und darstellbar sein.