Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit Mikro-Plasma ohne Vakuum: Feinste Gasspuren im "Aktenkofferlabor" analysieren

28.07.2008
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.

... mehr zu:
»ISAS »Mikrosystem »Plasma

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.

Atome und Moleküle senden Licht verschiedener Wellenlängen aus, wenn sie z.B. elektrisch dazu angeregt werden. Jedes Atom oder Molekül kann anhand seiner individuellen Spektralfarben eindeutig erkannt 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."

Susanne Bossemeyer | idw
Weitere Informationen:
http://www.fernuni-hagen.de/
http://www.fernuni-hagen.de/universitaet/aktuelles/2008/07/25-ak-gruber-plasma02.shtml -

Weitere Berichte zu: ISAS Mikrosystem Plasma

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Pflanzen ihr Gedächtnis vererben
21.08.2017 | Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI)

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher entwickeln zweidimensionalen Kristall mit hoher Leitfähigkeit

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein neuer Indikator für marine Ökosystem-Veränderungen - der Dia/Dino-Index

21.08.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Kieler Wissenschaft entwickelt exzellentes Forschungsdatenmanagement

21.08.2017 | Informationstechnologie