Vom Mikrokosmos zur atomaren Welt

Hochauflösendes Rasterelektronen-Mikroskop (© TU Berlin/ZELMI)

ZELMI-Leiter Dr.-Ing. Dirk Berger (l.) und Dipl.-Ing. Jörg Nissen bereiten an der Feldemissions-Elektronenstahlmikrosonde eine Messung vor. Der umgebende Magnetfeldrahmen verhindert Störungen, die den Elekronenstrahl ablenken und das Ergebnis verfälschen könnten. (© TU Berlin/PR/Patricia Pätzold)

Probe für die Elektronenstrahl- Mikrosonde 2 (© TU Berlin/PR/Patricia Pätzold)

Sporenzellen unter dem Raster-ELektronenmikroskop (© TU Berlin/ZELMI)

Transmissions-Elektronenmikroskop (© TU Berlin/ZELMI)

Im Sommer 2018 riss der Einsturz einer vierspurigen Autobahnbrücke in Genua Dutzende Menschen in den Tod. Wasser, so wurde vermutet, könnte in die Betonummantelung der Eisenbewehrung eingedrungen sein und zur Korrosion geführt haben. Ein Materialproblem. Doch wie erfahren Baustoffforscher, die künftig solche Tragödien verhindern wollen, Details über Eigenschaften von Baustoffen und deren Schädigungsverhalten? Um Material chemisch-mineralogisch zu charakterisieren nutzen die Forscher*innen der TU Berlin zum Beispiel eines der zehn millionenschweren Elektronenmikroskope in der ZELMI, der Zentraleinrichtung Elektronenmikroskopie der Universität, die jetzt ihr 40-jähriges Bestehen feierte.

Ernst Ruska baute 1931 an der TH Berlin, der Vorgängereinrichtung der TU Berlin, das erste Elektronenmikroskop und erhielt dafür 1986 den Nobelpreis. Heute nutzen interne und externe Forschungsbereiche, von der Chemie über Werkstoffe bis zu Werkzeug- und Halbleitertechnologie im Nanometerbereich, den modernen Gerätepark der ZELMI. Sie ist eines der größten Zentren für Elektronenmikroskopie in Deutschland, die Geräte weisen ein Durchschnittsalter von nur fünf Jahren auf. Ihr Angebot reicht von der Rasterelektronenmikroskopie, über die Elektronenstrahlmikroanalytik, die Transelektronenmikroskopie, Lichtmikroskopie bis hin zu umfangreichen Präparationsverfahren von der Metallografie bis zur Bearbeitung mit fokussierten Ionenstrahlen. Das permanente Personal der ZELMI gewährleistet die optimale Nutzung der Geräte und den Transfer des Knowhows. Einer der entscheidenden Wendepunkte zur Entwicklung der ZELMI hin zu ihrer heutigen Bedeutung war die Anschaffung des TEM (Transmissions-Elektronenmikroskop), das eine Auflösung im Bereich atomarer Netz-Ebenen ermöglicht. Es konnte aus Mitteln des TU-Exzellenzclusters „UniCat“ finanziert werden, das sich mit Katalyseforschung beschäftigt. Viele weitere Forschungsbereiche, die die Dienstleistungen des ZELMI nutzen, haben inzwischen Eigenmittel investiert. Das ZELMI bietet die Nutzung auch für andere Universitäten oder Externe an. 5000 bis 8000 Nutzerstunden kommen so zusammen.