Direkte Beobachtung des Wachstums von Calciumcarbonatkristallen auf den Oberflächen von frisch gewachsenen "flat pearls" und auf frisch gespaltenen Perlmuttoberflächen

Abstract

Diese Dissertation beschäftigt sich mit dem biogenen Polymer-Mineral Verbundmaterial Perlmutt. Hier werden die mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Rasterelektronenmikroskopie (REM) durchgeführten Untersuchungen zur Struktur und zu künstlich induzierten Wachstumsprozessen dargestellt, ausführlich analysiert und diskutiert. Das hier untersuchte Perlmutt stammt von Meeresschnecken der Art Haliotis tuberculata und besteht aus polygonalen Aragonitplättchen, die in eine weiche organische Matrix eingebettet sind. Diese organische Matrix wird dabei aus Chitinfilamenten, die netzwerkartig über- und untereinander verlaufen, und an den Filamenten anhaftenden Proteinmolekülen gebildet. In dieser Arbeit werden für die Strukturuntersuchungen und Wachstumsexperimente zwei verschiedene Probenoberflächen, frisch gewachsene „flat pearls“ und frisch gespaltene Perlmuttoberflächen genutzt. Zur Herstellung der „flat pearls“ finden lebende Meeresschnecken Verwendung. Die frisch gespaltenen Perlmuttoberflächen werden direkt aus den Schneckenschalen erzeugt. Auf beiden Probenoberflächen wird mittels AFM die künstlich induzierte Nukleation und das Wachstum von nadelförmigen Calciumcarbonatkristallen direkt beobachtet. Dazu werden jeweils Bildsequenzen desselben Probenbereichs über einen längeren Zeitraum (mehrere Stunden) mit dem AFM aufgenommen. Während des Abbildens wird das Kristallwachstum durch Einspülen von übersättigten Calciumcarbonatlösungen initiiert. Zusätzlich werden Struktur und Verteilung der während der AFM-Wachstumsexperimente auf den Probenoberflächen gewachsenen Calciumcarbonatkristalle mit dem REM untersucht. Zudem wird die Oberflächenstruktur der Proben mit dem AFM detailliert charakterisiert.