Die Technik der Rasterkraftmikroskopie nutzt die Verbindung von einer hochsensitiven Messspitze mit Spitzenradien im Nanometerbereich mit der präzisen Positionierungsmöglichkeit durch piezoelektrische Elemente.

Hochauflösende Abbildungen:

Die Methode der Rasterkraftmikroskopie ermöglicht die bildliche Darstellung von Oberflächen mit einer Auflösung bis in den atomaren Bereich. Die so gewonnene dreidimensionale Information lässt sich vielfältig auswerten.

Kraftmessungen:

Oberflächeneigenschaften, wie die Adhäsion oder das Zetapotential (Oberflächenladung) lassen sich auch mittels Kraftmessungen untersuchen. Informationen werden gewonnen anhand der Kräfte die nötig sind, eine Messspitze von der Oberfläche zu lösen, bzw. sich dieser anzunähern. Äußere Parameter (Temperatur, Umgebungsatmosphäre,…) lassen sich dabei definiert variieren.

Kraftmessungen zwischen Partikeln in Mikrometerbereich

Auch Kräfte zwischen individuellen Partikeln, bzw. Partikeln und Oberflächen können gemessen werden. Damit lassen sich die Einflüsse von Oberflächenmodifikationen auf Prozessabläufe direkt analysieren, beispielsweise Haftungseigenschaften an den Wänden von Dispergierern (pharmazeutische Anwendung), oder Oberflächenmodifikationen zur Erleichterung von Reinigungsprozessen (Lotus-Effekt).

Diese optische Methode basiert auf der konfokalen Multi-Pinhole-Technik und ermöglicht die berührungslose 3D-Charakterisierung komplexer Oberflächen mit hoher vertikaler (bis 2 nm) und lateraler (bis 300 nm) Auflösung. Neben Abbildungen in unterschiedlichen Vergrößerungen in Auf- /Durchlicht, sind ebenso Laserrasterverfahren anwendbar, um 3D-Profile abzubilden

Der Kontaktwinkel zwischen einer Flüssigkeit und einer Oberfläche ist ein Maß für die Benetzbarkeit der Oberfläche. Er quantifiziert somit die energetische Wechselwirkung zwischen diesen. Bestimmt wird er meist optisch nach der Sessile Drop Methode. Der Kontaktwinkel hängt von der chemischen Zusammensetzung der Oberfläche (entscheidend sind hierbei die äußeren 0,5 bis 1 nm der Grenzphase) und von ihrer Topographie ab. Der Kontaktwinkel ist damit ein Messwert, der für sehr kleine Veränderungen an der Oberfläche empfindlich ist. Durch die Messung der Kontaktwinkel von Testflüssigkeiten mit unterschiedlichen Polaritäten kann die Oberflächenenergie der Festkörpers unter Berücksichtigung seiner polaren und dispersen Anteile bestimmt werden.