Nano
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Bakterielle Biofilme stellen in medizinischen und industriellen Bereichen ein ernsthaftes Problem dar. Eine der größten gesellschaftlichen Herausforderungen liegt in der zunehmenden Resistenz von Bakterien gegen Biozide, die bei antimikrobiellen Behandlungen eingesetzt werden, z.B. durch übermäßigen Einsatz in Medizin, Industrie und Landwirtschaft oder durch Reinigung und Desinfektion in Privathaushalten. Daher sind neue effiziente bakterienabweisende Strategien, die den Einsatz von Bioziden vermeiden, dringend erforderlich.
Ein vielversprechender Weg zur Erzielung bakterienabweisender Oberflächen liegt in der berührungslosen und aseptischen großflächigen Laserbearbeitung von technischen Oberflächen. Maßgeschneiderte Oberflächentexturen, ermöglicht durch verschiedene Laserbearbeitungsstrategien, die zu topographischen Skalen im Bereich von Nanometern bis Mikrometern führen, können eine Lösung für diese Herausforderung darstellen.
In dem Vortrag wird ein Überblick über den aktuellen Stand der Technik bei der subtraktiven Texturierung von Laseroberflächen zur Kontrolle der Biofilmbildung bei verschiedenen Bakterienstämmen und in unterschiedlichen Umgebungen gegeben. Auf der Grundlage spezifischer Eigenschaften von Bakterien und laserbearbeiteten Oberflächen werden die Herausforderungen antimikrobieller Oberflächendesigns erörtert und zukünftige Richtungen aufgezeigt.
Der Vortrag gibt einen Überblick über die Erzeugung und Charakterisierung anisotroper Nanostrukturen mittels ultrakurzgepulster Laserstrahlung. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Phänomen der sogenannten Laser-induzierten periodischen Oberflächen-Nanostrukturen auf dielektrischen Werkstoffen und ihrer zeitlichen Dynamik. Weitere Beispiele von Volumen-Nanostrukturen aus der Literatur werden diskutiert.
Im Rahmen des 2. BAM-Akademie Info-Tages "Nano or not Nano" wurde die OECD TG 124 "Volume Specific Surface Area of Manufactured Nanomaterials" vorgestellt. Der Vortrag beschreibt detailliert das Messverfahren der He-Gaspyknometrie zur Bestimmung der Skelettdichte von Pulvern und geht auf Anwendbarkeit, Besonderheiten bei Nanopulvern und wichtige Einstellparameter für die Messung ein.
Einführungsvortrag im Rahmen der Veranstaltung der BAM-Akademie zur Anwendung der OECD TG 124 "Volume Specific Surface Area of Manufactured Nanomaterials" zu Herausforderungen bei der Granulometrie von Nanopulvern. Es werden die Einflüsse von Partikelform, Breite der Partikelgrößenverteilung und Agglomeration/ Aggregation auf das Messergebnis sowie die Vergleichbarkeit der Ergebnisse verschiedener Messverfahren dargelegt.
The principles of (Hard) X-ray photoelectron spectroscopy and some application in the field of (core-shell) nanoparticles will be presented. The presentation should answer hoe to get reliable results. Furthermore, examples of the correlation between physical-chemical measurments and toxicological results are given which are crucial for the risk assessment of nanoparticles.
Multiphoton lithography (MPL) has recently attracted significant research interest as a versatile tool capable of fabricating 2D and 3D micro- and nanoscopic features with high spatial resolution. The integrity of MPL microstructures, or their ability to respond to external stimuli, is of critical importance. Often, the mechanically flexible micro-objects are expected to be capable of shape morphing, bending, or other motion to ensure their functionality. However, achieving the desired properties of MPL-manufactured micro components for a specific application still remains challenging.
In this work, we present new MPL materials based on epoxy-acrylate interpenetrating networks (IPNs). We aim at fabrication 3D microstructures, whose properties can be easily tuned by varying the ratio of the IPN components and fabrication parameters. The studied mixtures consist of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) and cycloaliphatic epoxide functional groups. Consequently, tryarylsylfonium salt and cyclopentanone photoinitiator tailored for MPL were used to ensure cationic and radical polymerization, respectively. The resulting library of 3D microstructures was investigated for their thermal and mechanical properties using highly sensitive space-resolved methods. For the first time, we were able to evaluate the glass transition behavior of 3D MPL microstructures using fast scanning calorimetry. The influence of both IPN composition and fabrication parameters on glass transition temperature and material fragility was demonstrated. AFM force-distance curve and intermodulation methods were used to characterize the micromechanical properties with lateral resolution of the techniques in the range of 1 micron and 4 nm, respectively. The elastic-plastic behavior of the microarchitectures was evaluated and explained in terms of IPN morphology and thermal properties. The fabricated 3D IPN microstructures exhibit higher structural strength and integrity compared to PEGDA. In addition, IPNs exhibit high to full elastic recovery (up to 100%) with bulk modulus in the range of 4 to 6 MPa. This makes IPNs a good base material for modeling microstructures with intricate 3D designs for biomimetics and scaffold engineering.
The effects of composition and MPL microfabrication parameters on the resulting IPN properties give us a better understanding of the underlying mechanisms and microfabrication-structure-property relationships. Moreover, our funding supports the further development of IPN systems as versatile and easily tunable MPL materials.