Regensburg 2002 – scientific programme

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SYBM: Physik biologischer Materie

SYBM 302: Biomolecular mechanics

SYBM 302.4: Talk

Tuesday, March 12, 2002, 17:45–18:00, H37

Morphologie und Mechanik von Zellulose — •Klaas Kölln¹, Martin Müller¹, Jozef Keckes², Werner Press¹ und Peter Fratzl² — ¹Institut f. Experimentelle u. Angewandte Physik, Universität Kiel, Olshausenstr. 40, D-24098 Kiel — ²Erich-Schmidt-Institut d. Österreich. Akademie d. Wissenschaften, Jahnstr. 12, A-8700 Leoben

Zellulose ist das wichtigste strukturelle Biopolymer. Es ist ein faseriges Kompositmaterial bestehend aus kleinen Kristallen (Mikrofibrillen) und ungeordneten Bereichen. Im Gegensatz zu der gut erforschten kristallinen Struktur der Zellulosemikrofibrillen wird die Morphologie des Kompositmaterials, d.h. die Anordnung von geordneten und ungeordneten Bereichen, kontrovers diskutiert.

Mittels Röntgenmikrodiffraktion an einzelnen hochorientierten Zellulosefasern (Flachs sowie Ramie) läßt sich im Verlauf von Verstreckexperimenten neben dem Elastizitätsmodul der Faser als ganzes simultan der Elastizitätsmodul der Mikrofibrillen bestimmen. Darüber hinaus werden ebenfalls für die Morphologie wichtigen Parameter wie Mikofibrillenorientierung, Kristallinität sowie Defekte der Kristalle zugänglich. Es wird so ein genaueres Bild der Morphologie von Zellulose möglich.

Auf einer höheren morphologischen Ebene läßt sich mit Hilfe der Röntgenmikrodiffraktion der helikale Aufbau von Zellwänden untersuchen. Zugexperimente an einzelnen Holzzellen ermöglichen Einblicke in das Zusammenspiel von Struktur und mechanischen Eigenschaften der in der Zellwand vorhandenen unterschiedlichen Komponenten.