Startschuss für die Entwicklung eines hochauflösenden Röntgenmikroskops

FÜRTH/WÜRZBURG

Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS wird in Kooperation mit der Universität Würzburg mit der Entwicklung einer Anlage zur Röntgentomographie in der Materialforschung beauftragt. Das Röntgenmikroskop soll in den kommenden 18 Monaten aufgebaut werden. Mit der Entwicklung der Anlage kommt das Fraunhofer IIS hier im besonderen Maße seinem Auftrag nach, Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung auch für Kleinunternehmen zugänglich zu machen. Solch langfristige Kooperationen stellen sicher, dass Prototyplösungen wirtschaftlich umgesetzt werden.

In Zusammenarbeit mit Forscherinnen und Forschern des Lehrstuhls für Röntgenmikroskopie der Universität Würzburg wird die Projektgruppe NanoCT-Systeme des Fraunhofer IIS mit dem Bau eines neuartigen Röntgentomographen beauftragt. Auftraggeber ist die Firma ProCon X-Ray, die das Röntgenmikroskop an den Lehrstuhl für Leichtbausysteme an der Universität des Saarlandes liefern, dort installieren und betreuen wird. Initiiert wurde dieses Projekt mit einem Gesamtvolumen von 2,1 Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Stärkung der Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Materialforschung. Das System soll in den kommenden 18 Monaten aufgebaut werden und den Forschenden dabei helfen, Materialien hinsichtlich ihrer inneren Struktur zu analysieren und weiterzuentwickeln. »Für die Materialforscher an der Universität des Saarlandes ist die Röntgentomographie eine entscheidende Ergänzung der vielfältigen 3D-Analysetechniken, die bereits auf dem Saarbrücker Campus angewendet und entwickelt werden. Diese werden auch dazu dienen, die Aussagekraft der Röntgenaufnahmen zu ergänzen und zu überprüfen, um die Materialien noch besser in allen Details zu verstehen«, erklärt Prof. Hans Georg Herrmann, Inhaber des Lehrstuhls für Leichtbausysteme an der Universität des Saarlandes.

Auflösung bis zu tausendmal kleiner als ein menschliches Haar

Das neue System erzeugt Röntgenaufnahmen mit einer bisher im Labor nicht erreichbaren Auflösung von bis zu 60 Nanometern; das ist etwa tausendmal kleiner als ein menschliches Haar. »Wir können mit dieser Röntgentechnologie nicht nur kleinste Poren und Risse in Materialien sichtbar machen, sondern erstmalig auch die komplexen inneren Strukturen der Werkstoffe bis hin zu Mikro- oder Nanodimensionen. Damit können wir noch besser verstehen, warum Werkstoffe durch verschiedene Bearbeitungsschritte ganz neue Eigenschaften erhalten«, erläutert Prof. Randolf Hanke, Leiter des Fraunhofer-Entwicklungszentrums Röntgentechnik EZRT, Inhaber des Lehrstuhls für Röntgenmikroskopie an der Universität Würzburg und seit kurzem Honorarprofessor der Universität des Saarlandes.

Einmaliges Know-how in der Röntgentechnik

Die Projektgruppe NanoCT-Systeme des Fraunhofer IIS in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Röntgenmikroskopie der Universität Würzburg widmet sich bereits seit vielen Jahren der Erforschung neuer Verfahren der dreidimensionalen Röntgen-Bildgebung im Mikro- und Nanometerbereich für den Markt von übermorgen. Vorrangige Themen sind dabei Röntgenstreumethoden, Nano-CT, 2D- und 3D-Mikroskopie mit Hilfe röntgenoptischer Abbildung, Phasenkontrast- und Dunkelfeld-Bildgebung, multimodale Bildgebung mit CT und MRT sowie dynamische Mikro-CT.

Ein Video, das eine Nano-CT an einer Aluminium-Legierung zeigt, finden man hier: https://youtu.be/xyV0l6YmWpM