Die Aufgabe in der Mikro Tribologie besteht darin, die Kraft zwischen zwei aufeinander wirkenden Oberflächen in Relativbewegung, sogenannte Reibungskraft, zu messen. Da eine angewandte Kraft nicht nur Reibung, sondern auch Abreibung induzieren kann, ist es für viele weiche Materialien sehr wichtig (z.B. Polymer, Gel oder biologisches Gewebe), über die geeignete zerstörungsfreie tribologische Messtechnik zu verfügen. Eine optimale Technik für für diese Anwendungen in der Mikro Tribologie bietet daher ein Mikro Tribometer, da bei diesem auch bei grossen Proben, sehr kleine Kräfte angewendet und gemessen werden können. Die SuSoS AG hat somit den Fokus auf tribologische Untersuchungen von weichen Materialien, wie z.B. Kontaktlinsen, Knorpelkappen, Haut und Blutgefässe, gelegt.
Der Mikro Tribometer nutzt die zueinander senkrecht gerichteten Verformungen eines zweibeinigen Federbalkens, um einerseits die Normalkraft einzustellen und gleichzeitig die Reibungskraft zu ermitteln. Durch den Einsatz von optischen Fasern, werden Unterschiede im Reflektionsverhalten eines Lichtstrahls auf zwei kleinen Spiegeln registriert. Die gemessene Distanzänderung des Abstands zwischen Faser und Spiegel wird mit der Federkonstanten des Balkens multipliziert und in Kraft umgerechnet. Der Reibungskoeffizient wird als Verhältnis von Reibungskraft und Normalkraft berechnet.

Stärken der Technik

  • Kleinste Kräfte (vergleichbar mit AFM) angewandt auf makroskopische Proben
  • Messungen mit und ohne gesteuerte Luftfeuchtigkeit, in allen flüssigen Medien und unter verschiedensten, biologisch relevanten Bedingungen
  • Verschiedene Paarungen und Kontaktgeometrien (Ball-on-disk, Zylinder-auf-Zylinder)
  • Geeignet für Dauermessstudien
  • Normalkraftbereich von 1μN bis 1N, kleinste Lateralkraft-Auflösung <0.01μN
  • Maximalweg 20 mm; Geschwindigkeit von 0.02 bis 10 mm/sek; laterale Wegauflösung:1μm

Materialien & Geometrien

  • Sehr harte (z. B. Metall, Keramik) bis sehr weiche Messkörper (z. B. Polymer, biologisches Gewebe)
  • Durchmesser: max. 7 cm
  • Kugelförmige, flache, zylinderförmige und gewölbte Geometrien

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