Konfokale Laser-Rastermikroskopie
Die konfokale Laserraster-Mikroskopie ermöglicht die ort- und zeitaufgelöste Visualisierung der Form und Reorganisationsdynamik flüssiger und fester Materialien bis zu einer Tiefe von einigen zehn Mikrometer in das Material hinein. Wir interessiert uns insbesondere für das Benetzungsverhalten von Tropfen auf hydrophoben, superhydrophoben und mikrostrukturierten Substraten - essentiell für alle Beschichtungsprozesse. Das Benetzungsverhalten einer Oberfläche spiegelt sich in der Form und Dynamik der Kontaktlinie zwischen Tropfen, Substrat und umgebendem Medium wieder. Wir visualisieren, quantifizieren und modellieren wie Tropfen über Oberflächen rollen, wie sich Tropfen von einzelnen Defekten ablösen und wie Flüssigkeiten in Strukturen eindringen. Die zeit- und ortsaufgelösten mikroskopischen Informationen korrelieren wir mit der Reibung, die ein Tropfen erfährt, wenn er über eine Oberfläche rollt oder gleitet. Ferner korrelieren wir die mikroskopischen Informationen mit der simultan bestimmten Adhäsionskraft, die ein Teilchen auf der Oberfläche hält.
Auf weichen Substraten deformieren selbst ruhende Tropfen das Substrat. Dies bewirkt, dass Tropfen von einem sogenannten Benetzungsring umgeben oder gar ummantelt sind. Um zeit- und ortsaufgelöste Informationen über die Reorganisationsdynamik des Substrats und des Benetzungsrings zu erhalten, bewegen wir Tropfen mit wohldefinierter Geschwindigkeit über das Substrat. Dabei lässt sich die Geschwindigkeit über mehr als 5 Größenordnungen variieren. Speziell ist, dass der selbstgebaute konfokale Aufbau ermöglicht auch während der Bewegung den zuvor definierten Bereich des Tropfens im Fokus zu halten. Dies ermöglicht zum Beispiel die Visualisierung einer geschwindigkeitsabhängigen Phasentrennung im Benetzungsring (siehe Abbildung).
References:
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