Im August 2026 wurde am Institut für Straßenwesen der Technischen Universität Braunschweig ein neues Fluoreszenzmikroskop für wissenschaftliche Untersuchungen und die materialtechnische Charakterisierung bitumenhaltiger Bindemittel in Betrieb genommen. Das System ZEISS Axiolab 5 erweitert die bestehenden Möglichkeiten zur mikroskopischen Untersuchung von Bitumen und polymermodifizierten Bindemitteln.
Die Fluoreszenzmikroskopie ermöglicht die Untersuchung der Mikrostruktur bitumenhaltiger Bindemittel und die Darstellung unterschiedlicher Materialkomponenten auf mikroskopischer Ebene. Hierbei werden die spezifischen Fluoreszenzeigenschaften einzelner Bestandteile genutzt. Bestimmte Materialien können durch Licht einer definierten Wellenlänge angeregt werden und emittieren daraufhin Licht einer längeren Wellenlänge. Durch die geeignete Wahl der Anregungs- und Emissionsfilter können fluoreszierende Materialbestandteile gezielt sichtbar gemacht und hinsichtlich ihrer räumlichen Verteilung untersucht werden. Ein wesentlicher Anwendungsbereich ist die Untersuchung polymermodifizierter Bitumen (PmB). So kann beispielsweise die Verteilung von Styrol-Butadien-Styrol (SBS) innerhalb der Bitumenmatrix mikroskopisch erfasst werden. Die Analyse der Polymerstruktur ermöglicht dabei Rückschlüsse auf die Verteilung und Wechselwirkung der unterschiedlichen Bestandteile des Bindemittels und unterstützt die Untersuchung von Zusammenhängen zwischen Mikrostruktur und Materialeigenschaften.
Das Mikroskop ist mit einem 10-fachem, einem 20-fachen und einem 40-fachen Objektiv ausgestattet. Die Fluoreszenzanregung erfolgt über ein LED-Modul mit einer Wellenlänge von 470 nm. Ein speziell auf die Fluoreszenzanalyse abgestimmter Filtersatz ermöglicht die Detektion der emittierten Strahlung. Die mikroskopischen Aufnahmen werden mit einer ZEISS Axiocam 305 color mit einer Auflösung von 5,07 Megapixeln digital erfasst und können anschließend softwaregestützt ausgewertet und vergleichend analysiert werden. Neben der visuellen Beurteilung der Mikrostruktur stehen verschiedene digitale Analysemöglichkeiten zur Verfügung. Hierzu zählen insbesondere die Bestimmung von Flächen, Längen und Punktverteilungen sowie die quantitative Auswertung und der Vergleich mikroskopischer Aufnahmen.
Das neue Fluoreszenzmikroskop ergänzt die am Institut etablierten Verfahren zur physikalischen und rheologischen Charakterisierung von Bitumen um eine mikroskopische Untersuchungsmethode. Damit können insbesondere polymermodifizierte Bindemittel sowie Veränderungen ihrer Mikrostruktur infolge von Alterung, Modifikation oder der Zugabe von Additiven und Rejuvenatoren untersucht werden. Außerdem soll das Mikroskop für die Untersuchung von alternativen und biobasierten Bindemitteln angewendet werden. Die Kombination aus mikroskopischer und rheologischer Materialcharakterisierung eröffnet neue Möglichkeiten, Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur, chemischer Zusammensetzung und makroskopischem Materialverhalten von bitumenhaltigen Bindemitteln zu untersuchen. Damit leistet das neue System einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der materialwissenschaftlichen Forschung am Institut für Straßenwesen.
Das Mikroskop wurde im Rahmen des „Innovationsprogramms Straße“ im laufenden Forschungsprojekt Anwendung von nachhaltigem Asphalt (ANNA) FE 88.0187 gefördert. Wir bedanken uns bei der Unterstützung durch die Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt).
