DLR Magazin 147 - page 42-43

„DER GRÖSSTE UNTERSCHIED ZWISCHEN BILDERN VON TECHNISCHEN MATERIALIEN UND
MEINEN FOTOGRAFIEN VON ORCHIDEEN IST WOHL, DASS IN DER WERKSTOFFFORSCHUNG
IMMER DIE EIGENSCHAFTEN IM FOKUS STEHEN, BEI MEINEN BILDERN VON PFLANZEN
IST ES DIE GESTALTUNG DES BILDES.“
Dr. Klemens Kelm am Transmissionselektronenmikroskop Philips Tecnai F30. Es wird
am DLR-Institut für Werkstoff-Forschung für die Untersuchung neuer Materialien wie
Titan-Aluminium-Legierungen für Flugzeugtriebwerke eingesetzt.
Rastertransmissionselektronenmikroskopisches Bild einer Titan-Aluminid-Legierung
für den Triebwerksbau. Die gestreift erscheinenden Bereiche bestehen aus Lamellen
von
γ
-TiAl und
α
2
-Ti
3
Al. Das große
γ
-TiAl-Korn in der Bildmitte ist von Gitterbaufeh-
lern, sogenannten Versetzungen, durchzogen, welche die Festigkeit und das Verfor-
mungsverhalten des Werkstoffs mit bestimmen. Bildbreite 7,8 Mikrometer.
Blütenstand der einheimischen Orchidee „Großes Zweiblatt“ (Listera ovata), aufgenommen auf dem Gelände des DLR in Köln
Welche Unterschiede zu den Bildern, mit denen Sie sich
beruflich befassen, gibt es noch?
:
:
Meine Bilder beziehungsweise Fotos stellen ein Motiv mit
sichtbarem Licht dar und werden durch die Gestaltung be-
stimmt, während wissenschaftliche Bilder eine mit bloßem
Auge nicht sichtbare Materialeigenschaft zeigen; die Gestal-
tung des Bildes spielt im Beruflichen kaum eine Rolle. Ein
weiterer Unterschied ist natürlich die Vergrößerung. Während
ich bei der Orchideenfotografie wenige Millimeter bis wenige
Zentimeter große Blüten aufnehme, haben die in Werkstoffen
wichtigen Strukturen Größen von einigen Mikrometern bis
hinunter zu weniger als einem Nanometer. Letztere sind also
1.000- bis 1.000.000-mal kleiner.
Gibt es auf dem Weg zu aussagekräftigen Bildern von
Werkstoffen und Orchideen auch Ähnlichkeiten?
:
:
Ja, die Prozesse, die zum Bild führen, sind verblüffend ähn-
lich. Zunächst muss ich mir vor der Aufnahme darüber klar
werden, was die für das angestrebte Bild wesentlichen Merk-
male sind. Das kann bei einem Material beispielsweise die
Kornstruktur, die örtliche Variation der Zusammensetzung
oder auch die Verteilung von Ausscheidungen oder von Bau-
fehlern sein. Bei einer Orchidee sind typische interessante
Merkmale die Form der Einzelblüte oder auch des ganzen Blü-
tenstandes, ein Farbverlauf innerhalb der Blüte oder eine Farb-
variation im Blütenstand. Bei der Orchidee habe ich dann durch
die Wahl von Perspektive, Ausschnitt, Ausdehnung des Schär-
febereiches und die Entscheidung, ob das Foto in Farbe oder
Schwarz-Weiß wiedergegeben werden soll, Einfluss auf die
Gestaltung des Bildes. Passen diese Faktoren zusammen, sieht
auch der Betrachter das, was ich im fertigen Bild zeigen will.
Bei der Aufnahme von Materialien oder Werkstoffen beginnt
die Auswahl mit der Festlegung einer angemessenen Vergrö-
ßerung und damit des geeigneten Mikroskops. Sobald dies
geschehen ist, wird für die Probe das Verfahren ausgewählt,
das im entsprechenden Mikroskop am besten geeignet ist,
vergleichbar etwa mit der Wahl von Farb- oder Schwarz-Weiß-
Abbildung in der Fotografie. Der erste Unterschied ist, dass die
Probe zunächst für das Mikroskop präpariert wird. Eine „Prä-
paration“ verbietet sich dagegen bei den unter Naturschutz
stehenden heimischen Orchideen.
Bei der Untersuchung im Mikroskop folgen die Wahl des rich-
tigen Ausschnitts, die Festlegung der Schärfeebene und gege-
benenfalls die Orientierung der Probe im Verhältnis zur Rich-
tung der Beleuchtung wie auch zur Richtung, aus der man auf
die Probe schaut. Diese Schritte bestimmen, welche Eigen-
schaften oder Details letztendlich das aufgenommene Bild des
Werkstoffs dominieren, auch wenn ihre Auswirkungen auf die
physikalischen Vorgänge der Bildentstehung komplett anders
sind als in der Fotografie. Besonders glückliche Momente erge-
ben sich bei meiner Arbeit immer dann, wenn die Probe zufäl-
lig ein aussagekräftiges Bild zulässt, das gleichzeitig anspre-
chend gestaltet werden kann.
Für das DLR-Magazin führte
Frank Seidler
das Interview. Er ist am Institut für
Werkstoff-Forschung unter anderem mit der Öffentlichkeitsarbeit betraut.
DLR.de/WF
Bei der Rasterelektronenmikroskopie hingegen wird ein fokussierter Elektronenstrahl über die Proben­
oberfläche geführt. Abhängig von der Oberflächengestalt erzeugt er Sekundärelektronen. Zudem
werden Anteile des fokussierten Strahls zurückgestreut oder sie erzeugen eine für die vorliegenden
Elemente charakteristische Röntgenstrahlung. Registriert man diese Signale mit entsprechenden
Detektoren, kommt man an Informationen zur Morphologie und Zusammensetzung der untersuch-
ten Oberfläche. Diese lassen sich dann in Bildern darstellen.
Eine neuere Technik ist die Rasterionenmikroskopie (FIB, Focused Ion Beam). Bei ihr wird zur Abbil-
dung statt eines fokussierten Elektronenstrahls ein Galliumionenstrahl verwendet. Damit kann man
nicht nur die Probenoberfläche abbilden, sondern auch Material abtragen und so verborgene Details
freilegen oder auch winzige, nur nanometergroße Strukturen in der Probenoberfläche erzeugen.
Beim Transmissionselektronenmikroskop wird eine extrem dünne Probe wie in einem konventionel-
len Lichtmikroskop mit einem parallelen Elektronenstrahl oder, wie in einem Rasterelektronenmikro-
skop, mit einem punktförmig fokussierten Strahl beleuchtet. Die Beobachtung des Bildes geschieht
hier aber hinter der Probe, durch die man – anders als bei den bisher erwähnten Techniken – hin-
durchschaut. Durch geeignete Einstellung des Geräts und die Verwendung spezialisierter Detektoren
ist es dann möglich, Informationen über die Zusammensetzung, die Gitterstruktur oder über Fehler
im Gitteraufbau zu erhalten. Auch von Grenzflächen innerhalb der untersuchten Probe kann man
sich so ein Bild machen, teilweise sogar mit atomarer Auflösung.
Auch privat entdecken Sie gerne Details und halten diese im Bild fest …
:
:
Ja, ich fotografiere in meiner Freizeit gerne heimische Pflanzen, besonders Orchideen. Sie zeichnen
sich durch eine vielfältige Farbgebung und vor allem durch ungewöhnliche, manchmal sogar bizarre
Formen aus. Mit der Makrofotografie kann ich diese Formenvielfalt durch die gegenüber der norma-
len Sichtweise ungewohnte Vergrößerung besonders betonen. Und durch die Wahl der Perspektive
und der Aufnahmeparameter kann ich ausgesuchte Details und Besonderheiten der einzelnen Blüten
hervorheben.
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BEGEGNUNG
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