A4 Multimodale Raman-IR-Spektroskopie

Prof. Dr. Peter Kaul , Prof. Dr. Peter Haring-Bolivar

In den Forschungsfeldern der Sicherheitsforschung sind bildgebende Informationen von Bedeutung, aus denen sowohl qualitative als auch quantitative Analysen von Oberflächen abgeleitet werden können. Zur Analyse eigenen sich spektroskopische Verfahren wie Ramanspektroskopie und IR-Spektroskopie. Beide Verfahren ergänzen sich bei der Analyse und Identifikation von chemischen Substanzen. Es handelt sich zwar bei beiden Verfahren um schwingungsspektroskopische Analysen, aber gerade bei komplexen chemischen Matrices der Oberflächen ergänzen sich beide Verfahren in idealer Weise. IR Schwingungsbandennsind wenig oder nicht Raman-aktiv und umgekehrt.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von neuen multimodalen sensorischen Methoden um mit Hilfe eines Ramanmikroskops und eines IR-Mikroskops Oberflächen spektroskopisch zu vermessen. Insgesamt soll durch diese neue Verfahrensweise
eine verbesserte Möglichkeit der Materialerkennung von Kontaminationen auf Oberflächen erarbeitet werden. Der Fokus liegt in der hardwareseitigen Entwicklung eines bildgebenden Verfahrens, der Bestimmung von Nachweisgrenzen, der Bewertung des Einflusses der Oberfläche (bzw. deren chemische Hintergrundmatrix) und der Evaluierung der Möglichkeiten und Grenzen dieses Verfahrens. Hierzu werden zwei herausfordernde Anwendungsbeispiele betrachtet: die Analyse von Oberflächenkontaminationen und Filterelementen
auf das Vorhandensein von chemischen Spuren (wie z.B. Explosivstoffen oder Drogen) und die quantitative Bewertung von organischen Spuren auf chemisch ähnlichen Oberflächen, z.B. die mikrobielle Belastung von Fleischoberflächen.