Papier ist ein seit Jahrtausenden genutztes Material, welches aus natürlichen und erneuerbaren Rohstoffen hergestellt wird. Es besteht aus zufällig verteilten Fasern, die durch ihre Verbindungen ein ganzes Blatt Papier formen. Dadurch, dass Papier zudem recyclebar ist und in großen Mengen produziert werden kann, ist es ein vielversprechendes Substratmaterial für verschiedene Anwendungen wie Sensortechnik oder Mikrofluidik. Die technische Anwendung von Papier wird jedoch durch den Verlust der mechanischen Stabilität, wenn Papier in Kontakt mit Feuchtigkeit kommt, erschwert. Dadurch muss der Verlust der mechanischen Eigenschaften unter Feuchte verstanden werden und die Nassfestigkeit verbessert werden. In dieser Arbeit werden fortgeschrittene Rasterkraftmikroskopie basierende Methoden vorgestellt, um das mechanische Verhalten von Cellulosefasern in feuchten Umgebungen zu charakterisieren. Darüber hinaus werden hydrophobe Terpolymere eingeführt und untersucht, um die Nassfestigkeit der Cellulosefasern zu verbessern. Zunächst wurden die mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit der relativen Luftfeuchte von einzelnen Baumwolllinters Fasern untersucht. Die freihängende Faser wurde durch statische Rasterkraftmikroskopische Biegeversuche entlang der longitudinalen Achse mit einer kolloiden Sonde Stück für Stück gebogen. Dadurch entstand ein detalliertes Gesamtbild des mechanischen Verhaltens der Faser in Abhängigkeit der Luftfeuchte. Die Daten wurden in Kombination mit konfokaler Laserrastermikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie ausgewertet. So konnten Einblicke in die Abhängigkeit von Quellen, Biegungsfähigkeit, Kontaktspannung und Spannungs-Dehnungs Diagramme und der makroskopischen Fibrillenorientierung an der Faseroberfläche gewonnen werden. Außerdem wurden mittels der statischen Kartierung (Force-Volume Mapping) in der Rasterkraftmikroskopie die intrinsischen mechanischen Eigenschaften von Cellululosefasern bestimmt. Hierbei wurden unverarbeitete Baumwollfasern mit verarbeiteten Baumwolllintersfasern verglichen. Durch die Messung des lokalen E-Moduls in die Tiefe der Fasern konnte die Wandstruktur der Fasern angenommen wurden. Die Wandstruktur wurde durch die Einfärbung der Fasern mit fluoreszenz-aktiven Markern mit der konfokale Fluoreszenz-Laserrastermikroskopie überprüft. So konnten der Papierherstellungsprozess und das Abtragen der oberen Schichten untersucht werden. Zudem wurde der Einfluss von der relativen Luftfeuchte auf die Wandstruktur der Fasern untersucht. Danach wurde der Einfluss von relativer Luftfeuchte auf die mechanischen Eigenschaften bei Baumwolllinters und Eukalyptus Faserbündel und einzelnen Fasern untersucht, sowie die Effektivität einer Polymerbeschichtung (Terpolymer P(S-co-MABP-coPyMa)). Die Polymerbeschichtung wurde mit Hilfe von Rasterelektronenmikroskopie und Fluoreszenzmikroskopie sichtbar gemacht und Kontaktwinkelmessungen bestätigten den hydrophoben Charakter. Mit Hilfe von Ramanspektroskopie konnte nachgewiesen werden, dass die Menge von Wasser, die absorbiert wurde, Unterschiede zwischen den beschichteten und unbeschichteten Fasern aufwies. Die statische und quasi-statische Rasterkraftmikroskopie offenbarte Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften zwischen den Linters- und Eukalyptus Fasern und den polymerbeschicheten Fasern in verschiedenen Zuständen der relativen Luftfeuchte. Zuletzt wurde die Stabilität von Faser-Faser-Verbindungen untersucht. Über eine statische AFM-basierte Methode konnten die mechanischen Eigenschaften und die Festigkeit der Faserverbindungen untersucht werden. Durch statische Kraft-Abstands-Kurven und eine hohe Federkonstante konnten die Faser-Faser-Verbindungen auseinander gedrückt und die maximal aufgebrachte Kraft erfasst werden. Zusätzlich wurde die Variation der relativen Luftfeuchtigkeit einbezogen, um das Verhalten der Faserverbindungen in einer feuchten Umgebung zu untersuchen. Die maximal auf die Faser-Faser Verbindung ausgeübte Kraft wurde auf die Kontaktfläche und dem Winkel zwischen den beiden Fasern bezogen, um einen weiteren wichtigeren Parameter für die Festigkeit der Faserverbindung zu identifizieren. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass neue Terpolymerbeschichtungen P(DMAA-co- MABP-co-RhodBMA) an den Faser-Faser-Verbindungen ein Aufweichen der Fugen bei steigender relativer Luftfeuchte verhindern. Die Polymerbeschichtungen werden auf H2O- und Isopropanol-Lösungsbasis getestet. Beide Polymerbeschichtungen zeigten eine erhöhte Festigkeit sowohl im trockenem als auch in den Luftfeuchten Zuständen.