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 Eine Frage der Dynamik
19.02.2018 | Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)

nachricht Forscherteam deckt die entscheidende Rolle des Enzyms PP5 bei Herzinsuffizienz auf
19.02.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

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: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Zukunft wird gedruckt

19.02.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer HHI präsentiert neueste VR- und 5G-Technologien auf dem Mobile World Congress

19.02.2018 | Messenachrichten

Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus

19.02.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics