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Analyse von Mikro- und Nanostrukturen

22.04.2009

Fraunhofer ITWM

Mikrostruktur eines offenzelligen Aluminiumschaums. Analyse: Rekonstruktion der Zellen.

Bei der Untersuchung von Materialien werden immer öfter räumliche Bilder ihrer Mikro- und Nanostruktur aufgenommen. Ein übliches Abbildungsverfahren ist die Mikro-Computertomographie auf der Basis von Röntgen- oder Synchrotronstrahlung, konfokaler Laserscanning-Mikroskopie oder AFM (Atomic Force Microscopy). Am Fraunhofer-Institut für Techno-und Wirtschaftsmathematik (ITWM) ist für die Verarbeitung und Analyse von 3-D-Bildern das Softwaretool MAVI (Modular Algorithms for Volume Images) entwickelt worden. MAVI ist speziell für die Analyse von Mikro- und Nanostrukturen konzipiert, wie sie z. B. in Beton, Vliesstoff, Keramiken, Schaumstoff und allen Arten von Verbundwerkstoffen vorkommen. Im Gegensatz zu 2-D-Bildern von Schnitt- oder Bruchflächen enthalten die entstehenden 3-D- oder Volumenbilder die volle Information über die räumliche Mikrostruktur.

MAVI ist jedoch auch zur Analyse biologischer und medizinischer Präparate geeignet. Darüber hinaus kann MAVI Strukturmodelle erzeugen - Grundlage für Materialsimulationen und virtuelles Materialdesign. MAVI ist spezialisiert auf die Charakterisierung der Geometrie von komplexen Mikro- und Nanostrukturen: Volumen, Oberfläche, Krümmungsintegrale und die Eulerzahl werden für die vollständige Struktur oder für einzelne Objekte erkannt. Anisotropien und bevorzugte Richtungen werden nicht nur gefunden, sondern es wird auch deren Stärke bestimmt.

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