Projektgruppe NanoCT Systeme NCTS in Würzburg

In der Projektgruppe »NanoCT Systeme« NCTS des Fraunhofer IIS werden neue Verfahren der dreidimensionalen Röntgen-Bildgebung für den Markt von übermorgen erforscht. Die NCTS ist Teil des Bereichs Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT, liegt auf dem Campus Hubland Nord der Julius–Maximilians-Universität Würzburg und ist an den Lehrstuhl für Röntgenmikroskopie (LRM, Prof. Randolf Hanke) angegliedert.

Unsere Wissenschaftler konzentrieren sich auf zerstörungsfreie Prüfverfahren im Mikro- und Nanometerbereich. Vorrangige Themen sind dabei Röntgenstreumethoden (SAXS), Nano-CT, 2D und 3D Mikroskopie mit Hilfe röntgenoptischer Abbildung, Phasenkontrast- und Dunkelfeld-Bildgebung, Multi-modale Bildgebung mit CT und MRT sowie dynamische/zeitaufgelöste Mikro-CT.

Durch die enge Zusammenarbeit mit dem LRM, dem Mikrostrukturlabor (MSL), der Magnet-Resonanz Bavaria (MRB), sowie mit den lokalen Prüfinstituten (SKZ, ZAE und Fraunhofer ISC) wird eine intensive Vernetzung von Grundlagenforschung einerseits und Transfer in die Anwendung andererseits für die zerstörungsfreie, bildgebende Nano-Materialcharakterisierung gefördert. Weiterhin wird die außeruniversitäre Forschung am Standort Würzburg durch die Fraunhofer-Projektgruppe gestärkt, die sich auch als Kooperationspartner - insbesondere für regionale Industrieunternehmen - etablieren möchte.

Aufgabengebiete

Neben der Technologieentwicklung, die vor allem durch die Anbindung an die universitären Einrichtungen unterstützt wird, bieten wir Dienstleistung in o.g. Schwerpunktgebieten an. Hierzu gehören:

  • Struktur- und Materialcharakterisierung mittels 3D Mikro- und Nano-CT
  • Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit Universitäten, Instituten und KMU
  • Technologieentwicklung dynamische 4D-CT für zeitaufgelöste Prozesse
  • Technologieentwicklung Röntgenfokussierende Optiken und Nano-CT
  • Technologieentwicklung Phasenkontrast und Dunkelfeld CT
  • Quantitative Analyse von 3D Strukturen (Poren, Fasern, Partikel, Grenzflächen)

Anwendungsfelder

  • Struktur- und Schadensanalyse an Faserverbundwerkstoffen im Leichtbau (CFK, GFK)
  • 4D Mikrostruktur-Analyse von biologischen Materialien (z.B. Trocknung von Holzfasern oder Zerfall von Proteinschäumen)
  • Quantitative Größen- und Anisotropie-Bestimmung von Nano-Faser Suspensionen, Kolloiden, Proteinlösungen und Biomaterialien (Knochen, Zahn, Holz, Muschelkalk)
  • vollständige 3D Bestimmung von Implantat-Knochen Grenzflächen (Osseointegration) für Polymere, Keramiken (Bioglass, TCP) und metallische Implantate (NE, Titan, Co-Basis)
  • Mikrospalt-Untersuchung unter Last bei Zahn-Implantate (DFG-Projekt)

Technische Ausstattung

© Fraunhofer IIS/ Kurt Fuchs

  • Multi-purpose Mikro-CT Anlage mit Liquid Metal Jet Quelle (vorwiegend C-basierte Materialien) bis 700 nm Auflösung
  • Mobile CT mit CTportable Gerät (ca. 50 µm Auflösung)
  • Nano-CT in Kombination mit einem REM (bis ca. 70 nm Auflösung)
  • Nano-Laminographie für planare Strukturen (bis ca. 140 nm Auflösung)
  • SAXS Anlage (für Nano-Partikel u. Fasern 2 nm - 200 nm)
  • Entwicklung und Bau dedizierter Röntgenkameras (High-resolution und High-speed)
  • Software zur Datenauswertung und Rekonstruktion (ToolIP, VGStudioMAX, Octopus)