Prototyp-Messeinrichtung für winzigste Kräfte
Erste Messungen in der PTB bestätigen: Das Messprinzip funktioniert
Wenn Chemiker die Bindungskräften in Molekülen oder andere winzigste Kräfte sehr genau Messen wollen, müssen sie ihre Messgeräte (beispielsweise die Cantilever, also die Messspitzen, von Rasterkraftmikroskopen) kalibrieren. Und wenn es darum geht, die erzielten Ergebnisse mit anderen zu vergleichen, müssen sie sich auf eine gemeinsame Basis beziehen. Bei Rasterkraftmikroskopen weichen die nominellen Werte für Biegesteifigkeiten deutlich von den wirklichen ab. Mit derzeitigen Einrichtungen sind Kalibrierungen von Cantilevern auf > 5% genau. Insofern benötigt man für die Kräfte im Nano- und Pikonewtonbereich genauere Ralisierungen und stabile Transfernormale.
Um dies in Zukunft anbieten zu können, hat die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) einen Protoyp einer Nanonewton-Kraftmesseinrichtung aufgebaut. Erste Messungen zeigen, dass das Messprinzip gut funktioniert: Die sehr kleine Kraft (von etwa 50 pN) eines Laserstrahls auf das Pendel, das "Herz" der Apparatur, wird mit einer (als Gegenkraft wirkenden) Spannung gemessen, und dies mit einer Messunsicherheit von 5% bis 10%. Erste Messungen haben gezeigt, dass die Messeinrichtung ausreichend gegen Erschütterungen (so genanntes seismisches Rauschen) geschützt ist. Ein Größtgerät, das im nächsten Jahr aufgebaut werden soll, soll hier noch weitere Verbesserungen bringen. Außerdem sind noch andere Veränderungen nötig, um auch wirklich an Cantilevern (als Tranfernormale) messen zu können.
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