Die TU-Wien ent­wi­ckelt ein Gerät zur Mes­sung kleins­ter Spu­ren von Gasen. Basis ist eine spe­zi­elle und sehr prä­zise Laser­tech­nik. Die neue Mess­me­thode ist rele­vant für die Umwelt- und Pro­zess­tech­nik sowie für die Medizin.

Die neue Mess­me­tho­dik der TU Wien beinhal­tet eine eher unge­wöhn­li­che Tech­nik, wo die gesuchte Sub­stanz punk­tu­ell mit einem spe­zi­el­len Laser auf­ge­heizt wird. Dadurch ändert sich der Bre­chungs­in­dex des Gases und die­ser Effekt ist wie­derum mit einem zwei­ten Laser nach­weis­bar. Das neue Ana­ly­se­ge­rät ist nicht nur hoch­emp­find­lich, es lässt sich auch extrem kom­pakt bauen und kommt mit viel klei­ne­ren Pro­be­men­gen aus als andere Geräte, so die TU-Wien in einer Aussendung. 

Erhitzte Mole­küle brin­gen ver­än­derte Lichtbrechung
Bei der klas­si­schen Absorp­ti­ons­spek­tro­sko­pie muss der Laser­strahl mög­lichst lange durch das zu unter­su­chende Gas gelenkt wer­den – oft über dut­zende Meter um den Laser­strahl aus­rei­chend abzu­schwä­chen. Wer­den nun statt der Licht­ab­schwä­chung die Ände­rung des opti­schen Bre­chungs­in­dex gemes­sen, ist das auf extrem klei­nem Raum mög­lich, und selbst kleine Men­gen an Gas kön­nen zuver­läs­sig ana­ly­siert werden. 

„Mit­tels unse­res neuen Ansat­zes mes­sen wir nun nicht die Abschwä­chung der Inten­si­tät eines Laser­strahls, son­dern mit­hilfe einer opti­schen Kavi­tät die Bre­chungs­in­dexän­de­rung des Gases, wel­che durch die Absorp­tion der Laser­strah­lung von Mole­kü­len her­vor­ge­ru­fen wird“, erläu­tert Johan­nes Wacla­wek. Der For­scher von der TU-Wien wurde für die Ent­wick­lung der neuen Methode bereits 2017 mit dem Pro­zess­ana­ly­tik-Award ausgezeichnet. 

Zahl­rei­che indus­tri­elle und medi­zi­ni­sche Anwendungsbereiche
Aktu­ell wurde Wacla­wek und sein „Dok­tor­va­ter“ Bern­hard Lendl vom Insti­tut für Che­mi­sche Tech­no­lo­gien und Ana­ly­tik der TU Wien nun auch mit dem erst­mals ver­ge­be­nen und ins­ge­samt mit 20.000 Euro dotier­ten Anton Paar For­schungs­preis für Instru­men­telle Ana­ly­tik & Cha­rak­te­ri­sie­rung aus­ge­zeich­net. Die For­scher der TU Wien konn­ten sich hier gegen­über 69 Ein­rei­chun­gen aus 19 Län­dern erfolg­reich durchsetzen. 

Ein­satz­mög­lich­kei­ten für die neue Mess­tech­nik gibt es in der Umwelt­ana­ly­tik um gefähr­li­che Abgase nach­zu­wei­sen, in der Medi­zin, etwa zur Ana­lyse der Atem­luft, oder auch in der Indus­trie in der Qua­li­täts­si­che­rung beim Über­wa­chen von Pro­duk­ti­ons­pro­zes­sen. Mit Unter­stüt­zung des For­schungs- und Trans­fer­sup­ports der TU Wien wurde die neue Mess­tech­nik bereits zum Patent angemeldet.