Mit Mikro-Plasma ohne Vakuum: Feinste Gasspuren im "Aktenkofferlabor" analysieren
Eine Entwicklung, mit der winzige Gasproben schnell und vor Ort ohne künstliches Vakuum mit höchster Präzision analysiert werden können, haben die FernUniversität in Hagen und das ISAS - Institute for Analytical Sciences in Dortmund in Angriff genommen. Das Projekt "Planar-integriertes Mikrosystem aus Hohlkathoden-Plasmagenerator und optischem Kollektor für spektroskopische Gasanalytik" wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Das mobiles Mikrosystem eignet sich voraussichtlich u. a. für Umwelt-, Sicherheits- und Kriminaltechnik. Das Gasanalyse-Labor im Aktenkoffer: Eine Entwicklung, mit der winzige Gasproben schnell und vor Ort ohne künstliches Vakuum mit höchster Präzision analysiert werden können, haben die FernUniversität in Hagen und das ISAS - Institute for Analytical Sciences in Dortmund in Angriff genommen. Das Projekt "Planar-integriertes Mikrosystem aus Hohlkathoden-Plasmagenerator und optischem Kollektor für spektroskopische Gasanalytik" wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.
Dr. Matthias Gruber, an der FernUniversität Juniorprofessor für Optische Mikrosysteme, und Dipl.-Ing. Richard Heming, ISAS, sehen eine Vielfalt möglicher Anwendungen in Wissenschaft und Praxis, von der Umwelttechnik über die Sicherheitstechnik (u. a. Aufspüren von Lecks in Gasleitungen) und den naturwissenschaftlichen Schulunterricht bis hin zur Kriminaltechnik und vielleicht sogar für die Luft- und Raumfahrt. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen weit, "selbst die zurzeit so beliebten Tatort-Ermittler in TV-Krimis könnten das System später einmal einsetzen", schmunzelt Gruber.
Gemessen werden können Größenordnungen von einem Teil in einer Milliarde anderer Teile (one part per billion - ppb), also z. B. der Rauch eines Zuges aus einer Zigarette in einem Raum von der Größe der Arena auf Schalke. Die gesamte Apparatur dürfte bequem in zwei Zigarettenschachteln passen und kann mit normalen Batterien betrieben werden.
In dem miniaturisierten Aufbau eines Gasanalysators wird eine Gasprobe in eine haarbreite Öffnung in einen durchbohrten Keramik-Objektträger eingeblasen und einer hohen Spannung ausgesetzt. Dabei entsteht ein Plasma, ähnlich wie in einer Leuchtstoffröhre. Das ausgesandte Licht wird von einer Kollektoroptik aufgefangen, zu einem Spektrometer geleitet und in diesem analysiert.
Bisher wa es nur möglich 1 bis 2 Prozent dieses Lichts für die Identifizierung der Spektralfarben zu nutzen, der Rest ging im Keramikkörper verloren. In dem neuen Miniatursystem werden dagegen rund 80 Prozent des Lichts zur Gasanalyse herangezogen - ein Quantensprung, der durch die große Erfahrung der FernUni-Forscher auf dem Gebiet der mikrooptischen Systemintegration möglich wurde. In der neuen Entwicklung ersetzt Quarzglas die Keramik (hierauf haben die Entwickler bereits ein Patent). Das vom Plasma ausgesandte Licht wird von dem Glaskörper zu Glasfasern weitergeleitet, die zu einem sehr kleinen Spektrometer führen.
Dank dieser miniaturisierten Anordnung ist für den Betrieb auch kein Vakuum erforderlich. Gruber: "Dieses Mikro-System erzeugt genau die physikalischen Bedingungen, unter denen ein Plasma in normaler Luft gezündet werden kann."
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
![[Fe]-Hydrogenase-Katalyse mittels Parawasserstoff-verstärkter Kernmagnetresonanzspektroskopie sichtbar gemacht](https://img.chemie.de/Portal/News/675fd46b9b54f_sBuG8s4sS.png?tr=w-712,h-534,cm-extract,x-0,y-16:n-xl)
Diese Produkte könnten Sie interessieren
ALPHA II von Bruker
Chemische Analyse leicht gemacht: Kompaktes FT-IR-System
Steigern Sie die Effizienz Ihrer Routineanalysen mit benutzerfreundlicher Technologie
PlasmaQuant 9100 von Analytik Jena
Neues ICP-OES PlasmaQuant 9100 für komplexe Probenmatrices
Mehr sehen. Mehr wissen. ICP-OES vereinfacht Analyse matrixlastiger Proben
PlasmaQuant MS Elite von Analytik Jena
Massenspektrometer für hochempfindliche Forschungsanwendungen und niedrigste Nachweisgrenzen
Die Erfolgsformel in der LC-ICP-MS – PlasmaQuant MS-Serie und PQ LC
ZEEnit von Analytik Jena
Zeeman-Technik mit maximaler Empfindlichkeit und Applikationsvielfalt
Quergeheizte Graphitrohrofen für optimale Atomisierungsbedingungen und hohen Probendurchsatz
S4 T-STAR von Bruker
TXRF-Spektrometer: Sub-ppb Nachweisgrenzen & 24/7 Analytik
Minimale Betriebskosten, weil Gase, Medien oder Laborausrüstung entfallen
ERASPEC von eralytics
Einfachste Kraftstoffanalyse in Sekunden mit ERASPEC
Bestimmung von bis zu 40 Kraftstoffparametern auf Knopfdruck
NANOPHOX CS von Sympatec
Partikelgrößenanalyse im Nanobereich: Hohe Konzentrationen problemlos analysieren
Zuverlässige Ergebnisse ohne aufwändige Probenvorbereitung
NEX CG II von Applied Rigaku Technologies
Elementaranalyse auf ppb-Niveau für exakte Ergebnisse
S2 PICOFOX von Bruker
Schnelle und präzise Spurenelementanalyse unterwegs
TXRF-Technologie für minimale Proben und maximale Effizienz
Agera von HunterLab Europe
Farbe und Glanzgrad gleichzeitig messen - und das sekundenschnell
Einfach zu bedienendes Farbmessgerät: normkonform, robust und präzise
INVENIO von Bruker
FT-IR Spektrometer der Zukunft: INVENIO
Völlig frei aufrüstbares und konfigurierbares FT-IR Spektrometer
2060 Raman Analyzer von Metrohm
Selbstkalibrierendes Inline-Raman Spektrometer
Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase analysieren - für reproduzierbare, genaue Ergebnisse im Prozess
contrAA 800 von Analytik Jena
contrAA 800 Serie – Atomic Absorption. Redefined
Kombiniert das Beste der klassischen Atomabsorption mit den Vorteilen von ICP-OES-Spektrometern
novAA® 800 von Analytik Jena
Der Analysator für Sie - novAA 800-Serie
Das zuverlässige Multitalent für die effiziente und kostengünstige Routineanalyse
SPECORD PLUS von Analytik Jena
Die neue Generation der Zweistrahlphotometer von Analytik Jena
Der moderne Klassiker garantiert höchste Qualität
Mikrospektrometer von Hamamatsu Photonics
Ultrakompaktes Mikrospektrometer für vielseitige Anwendungen
Präzise Raman-, UV/VIS- und NIR-Messungen in tragbaren Geräten
ZSX Primus IVi von Rigaku
Hochpräzise WDXRF-Analyse für industrielle Anwendungen
Maximale Empfindlichkeit und Durchsatz für leichte Elemente und komplexe Proben
Micro-Z ULS von Rigaku
Schwefelgehalt in Kraftstoffen genau messen: WDXRF-Analysator
Zuverlässige Routineuntersuchungen mit 0,3 ppm Nachweisgrenze und kompaktem Design
BIOS ANALYTIQUE - Soluciones de Renting y Leasing para laboratorios von Bios Analytique
Ihr Spezialist für Vermietung und Leasing von Laborinstrumenten in Europa
Beim Finanzieren geht es nicht nur ums Geld verleihen - Es geht um Lösungen, die Wert schaffen
Quantaurus-QY von Hamamatsu Photonics
Hochgeschwindigkeits-UV/NIR-Photolumineszenz-Spektrometer
Präzise Quantenausbeute-Messungen in Millisekunden ohne Referenzstandards
Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für die chemische Industrie, Analytik, Labor und Prozess bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten
Themenwelt Batterietechnik
Die Themenwelt Batterietechnik bündelt relevantes Wissen in einzigartiger Weise. Hier finden Sie alles über Anbieter und deren Produkte, Webinare, Whitepaper, Kataloge und Broschüren.
Themenwelt Batterietechnik
Die Themenwelt Batterietechnik bündelt relevantes Wissen in einzigartiger Weise. Hier finden Sie alles über Anbieter und deren Produkte, Webinare, Whitepaper, Kataloge und Broschüren.
