Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit schwingenden Spiegeln Stoffe aufspüren

09.05.2003


Beim Nachweis umweltrelevanter Stoffe sind Spektrometer ebenso gefragt wie bei der Prozessüberwachung in der Industrie. Auf der Messe "Sensor" in Nürnberg werden zwei Prototypen solcher Geräte vorgestellt, die besonders kostengünstig und robust ausgelegt sind.



Wie vom Regenbogen bekannt, besitzt ein Spektrum immer eine gewisse Breite. Diese Auffächerung bringt es in der chemischen Analytik mit sich, dass die Licht- oder Strahlungsintensität an unterschiedlichen Orten gemessen werden muss. Eine Möglichkeit ist ein drehbares Beugungsgitter, das wie ein Prisma arbeitet. Nach und nach bildet es das Spektrum auf einen ortsfesten Detektor ab. Je höher die spektrale Auflösung sein soll, desto teurer wird die dazu erforderliche stoßempfindliche Präzisionsmechanik. Für den erwarteten Massenmarkt kleiner und tragbarer Geräte ist dieses Messprinzip ungeeignet. Ebenso wenig kommen Geräte infrage, die mit einer rechnerisch aufwendigen Fourier-Transformation das Spektrum aus der zeitlichen Abnahme des Messsignals ermitteln. Eine kostengünstige Lösung sind Zeilendetektoren aus Halbleitern, die den spektralen Fingerabdruck von Substanzen ähnlich wie eine Digitalkamera aufnehmen. Doch begrenzt die Anzahl der Sensorelemente entweder die spektrale Auflösung oder die Breite des Spektrums.

... mehr zu:
»Spektrometer


Einen Ausweg bieten Minispiegel, die samt aufgebrachtem Beugungsgitter wie ein Chip in Serie gefertigt werden können. Zwei Prototypen von damit ausgestatteten, einfach aufgebauten Spektrometern werden vom 13. bis 15. Mai auf der Messe Sensor in Nürnberg präsentiert. Das erste arbeitet im für die chemische Analyse wichtigen infraroten Bereich bei Wellenlängen zwischen drei und fünf Mikrometern. "Dank neuer Mikrotechnologien werden wir das Gerät mit Industriepartnern bald besonders kostengünstig produzieren können", versichert Dr. Thomas Otto von der Chemnitzer Abteilung Micro Devices and Equipment des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM. "Darüber hinaus legen wir es besonders robust aus, was bei mobilen Geräten wichtig ist." Der Spiegel von der Größe des kleinen Fingernagels schwingt etwa tausendmal pro Sekunde hin und her. Da dies seine Resonanzfrequenz ist, stören ihn äußere Kräfte kaum.

Einen weiteren Kostenfaktor stellt die Ansteuerung der Geräte dar, wie Bereichsleiter Dr. Heinrich Grüger vom Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS betont: "In unserem Spektrometer, das sich für verschiedene Spektralbereiche eignet, bewegt ein patentierter elektrostatischer Antrieb den Spiegel. Da bereits eine Spannung von 20 Volt ausreicht, lässt sich zur Ansteuerung ein Standard-CMOS-Chip verwenden. Er zeichnet auch die Spektren auf." Derzeit knüpfen die Forscher beider Institute Kontakte zu weiteren Industriepartnern, um noch leistungsfähigere Spektrometer zu entwickeln.

Dr. Johannes Ehrlenspiel | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://web.pb.izm.fhg.de/izm/DE/040_Publications/040_Press/145_MIS_HM.html
http://www.ipms.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/mediendienst

Weitere Berichte zu: Spektrometer

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Neue interaktive Software: Maschinelles Lernen macht Autodesigns aerodynamischer

Neue Software verwendet erstmals maschinelles Lernen um Strömungsfelder um interaktiv designbare 3D-Objekte zu berechnen. Methode wird auf der renommierten SIGGRAPH-Konferenz vorgestellt

Wollen Ingenieure oder Designer die aerodynamischen Eigenschaften eines neu gestalteten Autos, eines Flugzeugs oder anderer Objekte testen, lassen sie den...

Im Focus: New interactive machine learning tool makes car designs more aerodynamic

Scientists develop first tool to use machine learning methods to compute flow around interactively designable 3D objects. Tool will be presented at this year’s prestigious SIGGRAPH conference.

When engineers or designers want to test the aerodynamic properties of the newly designed shape of a car, airplane, or other object, they would normally model...

Im Focus: Der Roboter als „Tankwart“: TU Graz entwickelt robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Eine Weltneuheit präsentieren Forschende der TU Graz gemeinsam mit Industriepartnern: Den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge, das erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglicht.

Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstumsraten prognostiziert: 2025, so die Prognosen, wird es jährlich bereits 25 Millionen...

Im Focus: Robots as 'pump attendants': TU Graz develops robot-controlled rapid charging system for e-vehicles

Researchers from TU Graz and their industry partners have unveiled a world first: the prototype of a robot-controlled, high-speed combined charging system (CCS) for electric vehicles that enables series charging of cars in various parking positions.

Global demand for electric vehicles is forecast to rise sharply: by 2025, the number of new vehicle registrations is expected to reach 25 million per year....

Im Focus: Der „TRiC” bei der Aktinfaltung

Damit Proteine ihre Aufgaben in Zellen wahrnehmen können, müssen sie richtig gefaltet sein. Molekulare Assistenten, sogenannte Chaperone, unterstützen Proteine dabei, sich in ihre funktionsfähige, dreidimensionale Struktur zu falten. Während die meisten Proteine sich bis zu einem bestimmten Grad ohne Hilfe falten können, haben Forscher am Max-Planck-Institut für Biochemie nun gezeigt, dass Aktin komplett von den Chaperonen abhängig ist. Aktin ist das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen. Das Chaperon TRiC wendet einen bislang noch nicht beschriebenen Mechanismus für die Proteinfaltung an. Die Studie wurde im Fachfachjournal Cell publiziert.

Bei Aktin handelt es sich um das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen, das bei Prozessen wie Zellstabilisation, Zellteilung und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Das Architekturmodell in Zeiten der Digitalen Transformation

14.08.2018 | Veranstaltungen

EEA-ESEM Konferenz findet an der Uni Köln statt

13.08.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung in der chemischen Industrie

09.08.2018 | Veranstaltungen

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

Kleine Helfer bei der Zellreinigung

14.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Oberflächeneigenschaften für holzbasierte Werkstoffe

14.08.2018 | Materialwissenschaften

Fraunhofer IPT unterstützt Zweitplatzierten bei SpaceX-Wettbewerb

14.08.2018 | Förderungen Preise

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