Anwendung des TEM im Bereich Cellulose, Zellstoff, Holzstoff und Papier

Zusammenfassung

Sobald die Präparierungsmethoden für biologische Objekte in den 40er Jahren einigermaßen zu einer elektronenmikroskopischen Untersuchung von Cellulose-fasern ausreichten, wurde das weitaus größere Auflösungsvermögen des TEM im Vergleich zum Lichtmikroskop eifrig zur Erforschung des Faserfeinbaues und der Anatomie der Pflanzengewebe herangezogen. Viele Modellvorstellungen über die Morphologie der Fasern im submikroskopischen Bereich, die man früher oft indirekt aus polarisationsoptischen und röntgenoptischen Untersuchungen abgeleitet hatte, konnten nun erstmalig sichtbar gemacht, verifiziert und verfeinert werden. Mit zunehmender Verbesserung der Präparationstechnik und der Ausnützung entsprechend hoher Vergrößerungen wurden viele neue Einblicke in den Feinbau der Zellwandschichten und der Mikrofibrillen gewonnen. Die Elektronenmikroskopie des Holzes und verschiedener Pflanzenfasern hat sich nicht nur auf den Feinbau der Zellwand beschränkt, sondern ist auf verschiedene Gebiete der Holzforschung und der industriellen Holzverwertung ausgedehnt worden. Als Beispiele seien lediglich genannt: Stauchschäden am Holz, z. B. an Hackspänen, morphologische Veränderungen beim Holzaufschluß, der Faserbleiche und beim Mahlen, Veränderungen beim enzymatischen Abbau, wie z. B. beim Pilzangriff. Da der Faserfein-bau nicht nur botanisches und fasermorphologisches Interesse besitzt, sondern auch für das technologische Verhalten der Papierfaser mit verantwortlich ist, wurde versucht, eine Reihe von Fragen, die für den Papiermacher wichtig sind, mit Hilfe des TEM zu lösen. Natürlich ist auch das Fertigprodukt mit Hilfe der elektronenmikroskopischen Untersuchung von Papieroberflächen, deren Veredelung und Modifizierung durch Satinage Gegenstand zahlreicher TEM-Untersuchungen gewesen. Als Beispiel sei der Beitrag von Braunegg [9.1] erwähnt, in welchem TEM-Untersuchungen an Papieroberflächen und Querschnitten im Hinblick auf die Bedruckbarkeit zusammengefaßt sind. Mit der Einführung des REM in der zweiten Hälfte der 60er Jahre mit seinen großen Vorteilen für Oberflächenstudien wurde eine intensive Untersuchungswelle auf praktisch allen Gebieten ausgelöst, wo die Auflösung des REM ausreichte, wobei die verschiedenen Arbeitsweisen der Geräte (z. B. EDXA) ausgenützt wurden. Die relativ einfache Präparierung der Objekte ermunterte besonders zu umfassenden Einsätzen auch auf dem technischen Sektor. Seit Beginn dieser Entwicklungsperiode ist das TEM mehr und mehr nur dort eingesetzt worden, wo seine hohe Auflösung ausschlaggebend ist. Beispiele sind hier Studien des Faserfeinbaus sowohl von Regeneratcellulosefasern (Sichtbarmachung der Ce11.-II-Kristallite [9.2]) wie auch verschiedener Faserpflanzen z. B. die Untersuchung von 26 „Nonwood Plant Fibers“ [9.3, 9.4] sowie Studien über die Sublamellierung der Zellwand (S₂-Schicht) von Holzfasern [9.5], über Enzymangriffe oder über die Cellulosesynthese [9.6–9.8].