Podcasts about mikrostruktur

Prof. Bonnet hat für diesen „Welt der Werkstoffe - talk“ Dr. Stefanie Hoja eingeladen. Als studierte Chemikerin hat sie sich bereits im Studium mit Themen des oberflächlichen Korrosionsschutzes beschäftigt. Danach ging es sowohl in ihrer Promotion als auch in der anschließenden Habilitation um das Nitrieren und Nitrocarburieren, so dass diese beiden thermochemischen Verfahren den Schwerpunkt dieser Folge bilden. Es geht um die Anwendung des Verfahrens bei Schmiedegesenken und auch bei Zahnrädern. Dazu werden natürlich die Grundlagen der Verfahren erklärt – so zum Beispiel die verschiedenen Verfahrensvarianten, die Abgrenzung zum Einsatzhärten, notwendige Wärmevorbehandlungen und auch die sich ergebende Mikrostruktur. Es wird aber genauso gut auch auf aktuelle Forschungsthemen eingegangen. Am Rande erklärt Frau Dr. Hoja auch noch was eine Habilitation ist und wie der klassische akademische Lebenslauf hin zu einer Professur aussieht. Schauen und hören Sie also gerne die neue Folge „Welt der Werkstoffe - talk“ – Wir wünschen Ihnen viel Spaß!

Nach einer längeren Talk-Pause geht es nun endlich weiter mit dem „Welt der Werkstoffe talk“ und Dr. Dana Zöllner als Gast von Prof. Bonnet. Die studierte Physikerin und Informatikerin hat viele Jahre rund um die Welt geforscht und ist nun unter anderem im Bereich des Forschungsmanagements tätig. Das Thema der neuen Folge lautet Körner und Kornwachstum. Hierbei geht es weder um Nahrung noch um Getreideanbau, denn wir bleiben in der Welt der Werkstoffe. Als Körner bezeichnet man kleine, abgegrenzte, kristalline Bereiche in metallischen Werkstoffen. Diese Körner und ihre Korngrenzen sind eigentlich atomare Defekte, die jedoch interessant sind, da diese Mikrostrukturen die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe bestimmen. Wie man sich diese Mikrostruktur vorstellen kann, wie man die Körner und die Korngrenzen ändern kann und wozu erfahren Sie in dieser Folge. Außerdem reden die beiden über Muscheln und wie die Strukturen einer Muschel uns in Zukunft eventuell neue Materialen mit neuen Eigenschaften ermöglichen könnten. Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Zuhören!

Die Gründung eines eigenen Unternehmens ist ein großer Schritt. Dr. Dominik Lausch hat sich dieser Herausforderung mit der Gründung der DENKweit GmbH, einem Spin-off des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, gestellt und erzählt im Podcast von seinen Erfahrungen: von der ersten Idee, der Auseinandersetzung mit Geschäftsmodellen, dem Gründungsprozess, der Anpassung des Produkts auf den Markt und was es bedeutet, ein eigenes Unternehmen zu führen. Außerdem spricht er über die Zusammenarbeit mit der Fraunhofer-Gesellschaft und was ihn persönlich motiviert.

Petra Lehner beschäftigt sich schon lange mit der Funktionsweise des menschlichen Gehirns, sie war auch schon in Folge 78 des Mission Bestseller Podcasts zu Gast, wo wir uns über Schnelllesen unterhalten haben. Dieses Mal sprechen wir über das Schreiben. Wie kann ich meine Texte so schreiben, dass sie es dem Hirn der Lesenden möglichst einfach machen, den Sinn zu verstehen, den ich transportieren will, die Botschaft anzunehmen, die ich senden will? In dieser Podcast-Folge unterhalten wir uns unter anderem über: Wieso Petra Lehner sich so intensiv mit dem Gehirn beschäftigt. Welche Struktur, welcher Aufbau eines Sachbuchs oder Ratgeber es dem menschlichen Gehirn besonders ermöglicht die Inhalte möglichst einfach und nachhaltig aufzunehmen. Wie Gedanken und Gefühle zusammenhängen. Wie die Mikrostruktur eines Textes, Absätze und Sätze, aussieht, die am besten dem Funktionieren des Hirns angepasst sind. Welche Formate und Schriftarten dem Gehirn das Lernen angenehm machen. Wie sich der Prozess von den eigenen Vorstellungen in das Hirn der Lesenden gestaltet. Hier die Links, die wir im Podcast ansprechen, und weiterführende Informationen, Tipps und Erfahrungsberichte rund um Bücher, eBooks und deinen Erfolg: Hier kommst du zu Petra Lehners Internetseite: https://www.petralehner.com Hier kommst du zum Mission Bestseller Club, der Self-Publishing-Community, die Tom leitet: www.mission-bestseller.com/mbc Hier kommst du zu meinem eBook: „In sechs Schritten zum Bestseller“ www.mission-bestseller.com/dein-buch   Einige der Links auf dieser Seite sind Affiliate-Links und ich erhalte eine Provision, wenn du über sie kaufst, die sich nicht auf deinen Kaufpreis auswirkt.

Markus Maier hat 2016 in der Arbeitsgruppe des Instituts für Angewandte und Numerische Mathematik am KIT promoviert, in der auch Gudrun arbeitet. Sein Thema war The Mathematical Analysis of a Micro Scale Model for Lithium-Ion Batteries. Wie der Name der Arbeit suggeriert, betrachtet er Modelle für Lithium-Ionen-Akkumulatoren (die englische Übersetzung ist für uns Deutsche etwas irreführend Batteries), die auf mikroskopischer Ebene die Stromabgabe über die elektrochemischen Eigenschaften vorhersagen können. Ausgangspunkt des Themas war der Wunsch Degradationsmechanismen - also die Alterung der Akkus - besser zu verstehen. Das Thema Strom speichern ist sehr wichtig und wird in Zukunft noch wichtiger werden. Simulationen sind hier nötig, da jedwedes Messen auf der Mikroskala unmöglich ist - es geht um Objekte von der Größe einiger Mikrometer. Das Ausweichen auf die besser durch Messungen begleitbare makroskopische Ebene im Modell ist nicht möglich, weil man nur auf der Ebene der Ionen die Abläufe nachbilden kann, die zur Alterung führen. Ein Beispiel für so einen Prozess ist, dass die Lithium Ionen nach der Wanderung durch das Elektrolyt in der Kathode auf Platzproblem treffen, die dazu führen können, dass die Katode beschädigt wird, wenn sich die Ionen den nötigen Platz verschaffen. Diese Beschädigungen führen zu Reduzierung der Kapazität. Leider ist die modellhafte Auflösung der ganzen Mikrostruktur einer Batterie numerisch noch unmöglich - weshalb die Untersuchung der Arbeit im Moment nur lokale Ergebnisse enthält. Die kristalline Struktur in der Kathode kann es auch ermöglichen, dass sich eine zweite Phase bildet, in der sich mehr Lithium-Partikel anlagern als ursprünglich Platz in der Kathode ist. Das führt auf ein 2-Phasen-Problem mit einem Phasenübergang. Der Rand zwischen den Phasen ist dann Teil der gesuchten Lösung des Problems. Dieser Teil ist im Moment noch nicht im Modell enthalten. Schließlich hat sich Markus darauf konzentriert, ein Kompromiss-Modell der Ingenieure zu untersuchen, das im Wesentlichen auf Erhaltungseigenschaften beruht. Es hat die Form eines Systems von zwei gekoppelten partiellen Differentialgleichungen für das elektrische Potential und die Lithium-Ionen-Verteilung, welche in den zwei aneinander grenzenden Gebieten gelten. Am Grenzübergang zwischen Elekrolyt und Lithium-Partikeln gilt eine nichtlinearen Gleichung. Die erste Frage ist: Wie sichert man die Existenz und Eindeutigkeit der Lösung? Die Struktur des Beweises erweist sich als hilfreich für das anschließend gewählte numerische Verfahren. Es nutzt die Monotonie des elektrischen Potentials aus. Die Argumente gelten allerdings nur für ein klein genug gewähltes Zeitintervall, weil ein konstanter Strom als Entaldungs-Randbedingung gewählt wurde (nur für kurze Zeiten realistisch). Für Modelle, die Degradation simulieren können, wären andere Randbedingungen nötig wie beispielsweise ein konstanter Widerstand. Ein Masterstudent hat mit dem Open Source Finite-Elemente-Solver deal.II das vorgeschlagene Verfahren im Rahmen seiner Abschlussarbeit programmiert und nachgewiesen, dass es funktioniert und die Resultate überzeugen können. Literatur und weiterführende Informationen A. Latz & J. Zausch: Thermodynamic consistent transport theory of Li-ion batteries, Journal of Power Sources 196 3296--3302, 2011. T. Seger: Elliptic-Parabolic Systems with Applications to Lithium-Ion Battery Models, Doktorarbeit Universität Konstanz, 2013. M. Kespe & H. Nirschl: Numerical simulation of lithium-ion battery performance considering electrode microstructure, International Journal of Energy Research 39 2062-2074, 2015. J.-M. Tarascon & M. Armand: Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries, Nature 414 359-367, 2001. Podcasts A. Jossen: Batterien, Gespräch mit Markus Völter im Omega Tau Podcast, Folge 222, 2016. J. Holthaus: Batterien für morgen und übermorgen, KIT.Audio Podcast, Folge 2, 2016. D. Breitenbach, U. Gebhardt, S. Gaedtke: Elektrochemie, Laser, Radio, Proton Podcast, Folge 15, 2016.

Schwerpunkt: Claudia Zeiger vom Karlsruher Institut für Technologie über biologische Mikro- und Nanostrukturen, nach deren Vorbild sich künstliche Oberflächen mit erstaunlichen Eigenschaften herstellen lassen || Nachrichten: Erste Nahaufnahmen von Pluto | Buckyballs in Milchstraße | Aerosole machen Wolken heller

Die unter dem Einfluss von Organismen entstehenden Minerale können entweder lediglich ein Nebenprodukt des Metabolismus sein oder aber eine Funktion aufweisen, wofür ihre Eigenschaften und Morphologie gezielt vom Organismus gesteuert werden. Der erstere Fall der bioinduzierten Mineralisation wurde in dieser Arbeit bei der Fällung des Minerals Schwertmannit (Fe8O8(OH)6SO4) durch den Bakterienstamm Leptospirillum ferrooxidans angetroffen. Die ursprünglich als bio-spezifisch eingeschätzte Morphologie des Minerals konnte in abiotischen Experimenten unter geeigneten Bedingungen erhalten werden. Die in dieser Arbeit am Beispiel der calcitischen Brachiopodenschalen, Seeigelstacheln und Seeigelzähne untersuchten Produkte der gesteuerten Biomineralisation sind Kompositwerkstoffe, deren Eigenschaften aus der Kombination von weichen organischen und harten mineralischen Komponenten entstehen. Sie sind funktionsangepasste Strukturen, für die ein anorganischer Bildungsmechanismus nicht in Frage kommen kann. Die Bildung der Minerale und deren Eigenschaften wurden mit Hilfe von Rasterelektronenmikroskopie, Rückstreuelektronenbeugung, Transmissionselektronenmikroskopie, Röntgenbeugung, Mikrohärtenmessungen nach Vickers und Nanoindentation untersucht. Durch Messungen mit niedriger Beschleunigungsspannung konnte die laterale Auflösung der Rückstreuelektronenbeugung verbessert werden. Eine Verbesserung der Winkelgenauigkeit der Rückstreuelektronenbeugung wurde durch einen statistischen Ansatz erreicht. Durch vergleichende biotische und abiotische Syntheseexperimente wurde die Bildung von Schwertmannit durch Leptospirillum ferroooxidans als Prozess einer bioinduzierten Mineralisation identifiziert. Die abiotischen Synthesewege beinhalten sowohl zweiwertige als auch dreiwertige Eisenlösungen als Ausgangsmaterial und nutzen verschiedene Wege der Oxidation und/oder Präzipitation von Schwertmannit. Die so gefällten Proben zeigten unterschiedliche Morphologien des Minerals, worunter aber auch die "Igelmorphologie" zu finden war, die in der Literatur als mit Schwertmannit-Nadeln überwachsene Zellen angesehen worden war. Rietveld-Anpassungen des Röntgenbeugungsprofils des amorphen bis nanokristallinen Minerals zeigen, dass die Kristallitgröße anisotrop ist. Sie ist je nach Bildungsbedingungen 2-2.5 nm senkrecht und als 5-11 nm parallel zu Kanälen, die durch das Netzwerk von [FeO6]3- -Oktaedern in der Struktur gebildet werden. Die Untersuchungen des Aufbaus calcitischer Brachiopodenschalen zeigen, dass Brachiopodenschalen, je nach Spezies, aus bis zu drei distinkten Mikrostrukturen bestehen können: Kolumnare Schicht, faserige Schicht und Primärschicht. Die Mikrostruktur und Textur der kolumnaren Schicht kann durch einen kompetitiven Wachstumsprozess erklärt werden, der auch bei anorganischen Prozessen angetroffen werden kann. Eine Erklärung der Mikrostruktur der fasrigen Schicht und der Primärschicht ist hingegen nicht durch Prozesse, die aus anorganischen Systemen bekannt sind, möglich. Die Mikrostruktur der Primärschicht, die in dieser Arbeit erstmalig mit Hilfe von räumlich hochauflösender Rückstreuelektronenbeugung aufgeklärt wurde, ähnelt dendritischen Strukturen. Eine derartig stark verzahnte und hochwiderstandsfähige Mikrostruktur ist bisher bei keinem anderen einphasigen Material bekannt und wird durch einen Entstehungsprozess aus einem amorphen CaCO3 (ACC) Precursor erklärt, der seinerseits eine Agglomeration von ACC-gefüllten Vesikeln entstand. Die Vickerhärten der einzelnen Schichten in Brachiopodenschalen schwanken zwischen 200 und 520 HV (0.005/10) und sind damit deutlich härter als bei anorganisch geformtem Calcit (150-170 HV 0.005/10). Mikrostruktur, Textur und Anordnung der Schichten innerhalb von Brachiopodenschalen maximieren deren Bruchfestigkeit. Seeigel bilden Calcit mit einem starken Grad an kristallographischer Vorzugsorientierung. Diese Vorzugsorientierung ist bei Seeigelstacheln so hoch, dass diese hochporösen Konstrukte als Einkristalle bezeichnet werden. Eine genaue, räumlich aufgelöste Messung der Orientierung der Kristallite mit Hilfe von Rückstreuelektronenbeugungsmessungen mit hoher Winkelauflösung zeigten, dass es interne Verkippungen bis zu 0.5° gibt. Diese Verkippungen in Seeigelstacheln erlauben Rückschlüsse auf deren Bildung. Die räumlich aufgelöste chemische Analyse in Kombination mit räumlich aufgelöster mechanischer Charakterisierung zeigt, dass der Mg Gehalt (molares Mg/Ca Verhältnnis 1-6 %) in Seeigelstacheln nicht mit Nanohärte (4-4,5 GPa) und E-Modulus (50-80 GPa) korrelierbar ist. Die Nanhohärte von Seeigelstacheln liegt deutlich höher als bei anorganisch gebildetem Calcit (3.0 +/- 0.2,GPa), während deren E-Moduli ähnlich sind (70 +/- 5,GPa). Diese Arbeit untersucht erstmals die Mikrostruktur von Seeigelzähnen mit Rückstreuelektronenbeugung. Die Untersuchungen zeigen, dass die großen strukturellen Einheiten, Steinteil, lamellarer Nadel Komplex, Prismen, Primär-, Sekundär- und Karinarplatten, 3-5° gegeneinander verkippt sind. Diese Bereiche selbst sind wieder in Untereinheiten strukturiert, beispielsweise einzelne Platten, die 1-2° gegeneinander verkippt sind. Diese Untersuchungen zeigen jedoch auch, dass die Bereiche ineinandergreifen können und eine strikte Unterscheidung nicht immer möglich ist. Für dieses Material wird der Begriff des Kompositkristalls vorgeschlagen. Das molare Mg/Ca Verhältnis der untersuchten Seeigelzähne liegt bei 10-25 % und ist positiv mit der Nanohärte (4-8 GPa) korreliert. Die Kombination der Messung der präzisen kristallographischen Orientierung, mikrostrukturellen, chemischen und mechanischen Eigenschaften trägt zu einem tiefergehenden Verständnis des Selbstschärfungsmechanismuses der Seeigelzähne bei. So konnte beispielsweise der häufig diskutierte Einfluss der prominenten 104-Spaltfläche von Calcit ausgeschlossen werden.

Das Corpus Callosum stellt für motorische Entwicklung eine Schlüsselstruktur dar. In der klinischen Routine werden spiegelbildliche Mitbewegungen häufig als Indikator kindlicher motorischer Entwicklung herangezogen. Die zugrundeliegenden neuronalen Reifungsprozesse können mit einer komplementären Methodenkombination aus transcranieller Magnetstimulation (TMS) und Diffusionstensorbildgebung (MR-DTI) untersucht werden. Die TMS bildet dabei die inhibitorische Kompetenz des Cortex ab, wohingegen die MR-DTI die Darstellung und Quantifizierung der Mikrostruktur von neuronalen Verbindungen ermöglicht. Ziel dieser Arbeit war es, motorische Entwicklung klinisch, neurophysiologisch und strukturell zu untersuchen und einen potentiellen, objektiv-quantifizierbaren Surrogatmarker für motorische Entwicklung zu identifizieren. Wir untersuchten 31 gesunde Rechtshänder: 11 Kinder, 10 Jugendliche und 10 Erwachsene. Zur computergestützten Untersuchung spiegelbildlicher Mitbewegungen wurden isometrische Kräfte bei unimanuellen, repetitiven (langsamen und schnellen) Kraftwechseln aufgezeichnet und der Spiegelquotient (SQ) berechnet. Mit der neuronavigiert durchgeführten TMS wurden Dauer, Latenz und Fläche der ipsilateralen silent period (iSP) bestimmt. Mithilfe der MR-DTI wurde die fraktionierte Anisotropie (FA) in den Arealen I-V des Corpus Callosum quantifiziert. Der Spiegelquotient ist bei Kindern signifikant höher als bei Jugendlichen und Erwachsenen. In geringem Ausmaß weisen aber auch diese zwei Gruppen noch spiegelbildliche Mitbewegungen auf. Bei den TMS Parametern zeigt sich im Altersverlauf ein Anstieg von Dauer und Fläche der iSP. Jugendliche unterscheiden sich dabei allerdings nicht mehr signifikant von Erwachsenen. Die FA der Area III, in der die motorischen Fasern kreuzen, ist bei Kindern signifikant kleiner als bei Jugendlichen und Erwachsenen. Zusätzlich ergibt sich eine niedrigere FA bei Jugendlichen im Vergleich zu Erwachsenen. Es zeigt sich ein starker Zusammenhang über alle Gruppen hinweg zwischen FA in Area III und Handmotorik bzw. iSP. Weniger eindrücklich aber dennoch vorhanden ist die Korrelation zwischen iSP und Handmotorik. Das Ausmaß spiegelbildlicher Mitbewegungen ist konsistent mit der Mikrostruktur transcallosal verlaufender motorischer Bahnen und dem Grad der inhibitorischen Kompetenz. Dabei detektiert die MR-DTI als einzige der drei angewandten Methoden selbst kleinste Unterschiede motorischer Funktion zwischen Jugendlichen und Erwachsenen, die klinisch nicht mehr apparent sind. Die Anisotropie motorischer transcallosaler Bahnen der Area III könnte damit ein potentieller, objektiv quantifizierbarer Marker für motorische Entwicklung sein. Weitere Untersuchungen werden zeigen, ob sich mit der in dieser Arbeit etablierten Methodenkombination Norm von Pathologie differenzieren lassen.

Diese Arbeit besch"aftigt sich mit der Bestimmung elastischer Konstanten in amorphen Materialien. Im Mittelpunkt steht die Elastizit"at heterogener Netzwerke aus steifen, stabartigen Polymeren. Diese Netzwerke spielen eine wichtige Rolle in der Zell-Biologie, z.B. in der Form des Zytoskeletts, welchem die Zelle einen Gross teil ihrer mechanischen und dynamischen Eigenschaften verdankt. Bei der Bestimmung der elastischen Konstanten im Rahmen der Elastizit"atstheorie erh"alt der Begriff der `Affinit"at'' eine besondere Bedeutung, da er das Deformationsfeld emph{homogener} elastischer Systeme charakterisiert. Im Gegensatz dazu ist es in den hier interessierenden emph{heterogenen} Materialsystemen gerade die Abwesenheit dieser affinen Deformationen, die im Mittelpunkt des Interesses steht. Im Verlauf der Arbeit wird deutlich, wie Nichtaffinit"at aus einem Zusammenspiel geometrischer Eigenschaften der Mikrostruktur und mechanischer Eigenschaften der Einzelpolymere entstehen kann. Durch die Kombination von Computersimulation und analytischer Beschreibung werden wichtige Aspekte bez"uglich der Rolle der heterogenen Mikrostruktur in der Ausbildung makroskopischer Elastizit"at gekl"art. Der Ber"ucksichtigung nicht-affiner Deformationen kommt dabei au{ss}erordentliche Bedeutung bei der pr"azisen Bestimmung makroskopischer elastischer Konstanten zu. Es zeigt sich, dass die Struktur der Polymer-Netzwerke im Allgemeinen durch zwei L"angenskalen beschrieben werden muss. Neben der mittleren Maschenweite $a$ tritt eine mesoskopische L"angenskala $l_fgg a$ auf, die aus der stabartigen Form der Polymere folgt. Es wird gezeigt, dass diese ``Faserl"ange'' -- und nicht die Maschenweite -- die Rolle der Einheitszelle des Polymernetzwerkes spielt. Neben dieser geometrischen Komponente spielen die elastischen Eigenschaften der Einzelpolymere eine wesentliche Rolle f"ur die makroskopische Elastizit"at. Diese orientieren sich an den bekannten Kraft-Ausdehnungs-Relationen steifer Polymere und k"onnen mit Hilfe des ``worm-like chain'' Modells berechnet werden. Dar"uber hinaus wird ein neues ``worm-like bundle'' Modell entwickelt, das vergleichbare Aussagen zu statistischen und mechanischen Eigenschaften von Polymer-emph{B"undeln} erlaubt. Der erste Teil der Arbeit besch"aftigt sich mit der athermischen Elastizit"at des Netzwerkes, d.h. der entropische Anteil der Kraft-Ausdehnungs-Relation wird vernachl"assigt. Eine selbst-konsistente `effective-medium'' Theorie wird entwickelt, die auf der Annahme beruht, dass die Filamente sich wie emph{inextensible}, biegesteife St"abe verhalten. Die Annahme der Inextensibilit"at kann mit der anisotropen Elastizit"at steifer Polymere begr"undet werden, deren Biegesteifigkeit, $kperp$, im Allgemeinen sehr viel kleiner ist, als deren Strecksteifigkeit, $kpar gg kperp$. Das sich ergebende nicht-affine Deformationsfeld kann explizit konstruiert werden (``non-affine floppy modes'') und erlaubt eine Berechnung der elastischen Konstanten der Netzwerke, welche mit den Ergebnissen fr"uherer Simulationen "ubereinstimmen. Desweiteren erlaubt die Theorie, in Verbindung mit dem worm-like bundle Modell, eine Erkl"arung der rheologischen Eigenschaften eines in-vitro Modellsystems aus verkn"upften Polymerb"undeln. Der zweite Teil der Arbeit diskutiert thermische Effekte, indem die entropische Strecksteifigkeit der Polymere in der Modellierung ber"ucksichtigt wird. Es besteht ein charakteristischer Unterschied zwischen diesem entropischen Beitrag zur Strecksteifigkeit, $kpar$, und einem energetischen Beitrag, $k_s$, der sich z.B. aus der Streckung des Polymer-R"uckgrats ergibt. Dieser Unterschied betrifft die Abh"angigkeit von der L"ange $l$ des betrachteten Polymersegments. Die starke Abh"angigkeit $kparsim l^{-4}$ (im Vergleich zu $k_ssim l^{-1}$) f"uhrt dazu, dass thermische Netzwerke steifer Polymere eine starke Sensitivit"at f"ur strukturelle Unordnung aufweisen, die in athermischen Netzwerken nicht vorhanden ist. Im numerischen Modellsystem "au{ss}ert sich dieser Effekt durch die Existenz einer Nichtaffinit"ats-L"ange und dazugeh"origer anomaler Exponenten der elastischen Konstanten. Ein Skalenargument wird entwickelt, das den Zusammenhang aufzeigt zwischen Heterogenit"at des Netzwerks (hier charakterisiert durch die Verteilung $P(l)$) und elastischer Eigenschaften des Einzelpolymers ($kpar(l)$).

Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, den trabekulären Aufbau des menschlichen Caput mandibulae darzustellen und anhand der knöchernen Struktur Rückschlüsse auf die stattgefundene Belastung zu ziehen. Mit zunehmendem Alter und dem Verlust der Zähne nimmt die Kaufunktion ab. Damit sollte auch eine Veränderung -Verringerung- der Belastung der Kondylen einhergehen. Aus diesem Grund wurden die Kondylen von Bezahnten und Zahnlosen gewählt, um zwei möglichst unterschiedliche Belastungssituationen wiederzugeben. Mittels des µCT wurden die Kondylen in toto analysiert und die strukturellen trabekulären Parameter erhoben, sowie dreidimensionale Rekonstruktionen erstellt. Nach den Ergebnissen dieser Untersuchung scheint eine durchaus hohe Belastung im menschlichen Kiefergelenk gegeben zu sein. Entgegen aller Annahmen bleibt auch bei den unbezahnten Präparaten die Kiefergelenkstruktur belastet. Die Belastung scheint jedoch anders verteilt als bei noch vorhandener Bezahnung. Dieser Schluss konnte aus dem Unterschied im Anisotropiegrad gezogen werden. Durch vereinfachte Kaumuster und dadurch weniger Variation in der Belastungsrichtung erscheint die Struktur der Kondylen von zahnlosen Mandibeln weniger anisotrop. Da sich die trabekuläre Struktur bei vier Gelenkpaaren als verändert herausstellte, wurden diese getrennt von den anderen betrachtet. Bei diesen konnten neben exophytischen Aufwerfungen an der Gelenkoberfläche und Verdickungen der Kompakta auch bei der Mikrostruktur der trabekulären Zone Unterschiede beobachtet werden. Verdickungen der vorhandenen Trabekel führten bei gleich bleibender Trabekelanzahl zu einer Erhöhung der Packungsdichte. Auch auf die Substantia compacta und deren Dicke im mittleren Kondylenanteil in antero-posteriorer Richtung wurde näher eingegangen. Beim Vergleich der Ergebnisse der Kompaktadicke und der Parameter der trabekulären Knochenschicht direkt darunter konnten keine Übereinstimmungen gefunden werden. Die dreidimensionalen Rekonstruktionen der Kondylen wurden für eine Bewertung der makroskopischen Form der Gelenkköpfe herangezogen. Dabei konnte festgestellt werden, dass eine große Formvielfalt gegeben ist. Die Unterschiede zur Grundform werden als Zeichen stetig stattfindender Anpassung bewertet. Die klinische Relevanz dieser Untersuchung liegt zwar nicht in der Verbesserung chirurgischer Verfahren und auch nicht in der Verhinderung von krankhaften Veränderungen am Kondylus. Die Ergebnisse können aber dazu beitragen, das Wissen über diese Gelenkstruktur zu erweitern und damit zur Klärung des Problemkreises Kiefergelenk und seiner Dysfunktionen beisteuern.