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Photonische Sensorik

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Abteilung „Photonische Sensorik“

Die Abteilung Photonische Sensorik beschäftigt sich mit einer Vielzahl von physikalisch-chemischen, meist lichtbasierten Analyseverfahren in Wissenschaft, Umwelt und Industrie. Durch optische Methoden können Messdaten schnell und probenschonend erfasst werden. Deshalb bilden optische Verfahren schon heute vielfach in Forschungslaboren der Chemie, Medizin, Materialwissenschaft, Ingenieurwissenschaften und der Biotechnologie die Grundlage für analytische Untersuchungen. Eine zentrale Herausforderung sieht die Abteilung somit in der Implementierung optischer Verfahren in industriellen Prozessen und Anwendungen außerhalb von Forschungslaboren.

Zahlreiche Fragestellungen sind so komplex, dass sie nicht auf der Basis eines einzelnen optischen Verfahrens zu beantworten sind. Die Abteilung Photonische Sensorik entwickelt daher Systemlösungen, die aus einer Kombination unterschiedlicher optischer Techniken oder einer Kombination optischer Techniken mit anderen Technologien bestehen. So setzt die Photonische Sensorik auf die Entwicklung neuartiger optischer Messverfahren, überwiegend basierend auf:

Raman-Streuung,
IR-Absorption,
Fluoreszenzemission.
Ergänzend hierzu verfügt die Abteilung über Kompetenz in der Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS). Darüber hinaus werden Lösungsansätze von integrierten Systemen erforscht, die folgende Bestandteile umfassen können:

Probenvorbehandlung (Trennung, Anreicherung)
Detektion mittels verschiedener (optischer) Sensoren
Datenverarbeitung (chemometrische Auswertung, Sensordatenfusion).

Damit ist die Abteilung in der Lage, komplexe Verfahren zu steuern oder Systeme zu entwickeln, die verschiedene analytische Verfahren in sich vereinen. Herausforderungen bestehen vor allem in Messgeschwindigkeit, Selektivität und Sensitivität.

Umwelt

Aufgrund des gewachsenen Umweltbewusstseins der Gesellschaft werden neue gesetzliche Vorschriften bezüglich Verwendung und Emission von Schadstoffen und der Vorgabe neuer Grenzwerte erlassen. Diese sind ein Antrieb neue Verfahren für die Vor-Ort-Analytik zu erforschen.

Im Bereich der Gasanalytik wird beispielsweise die Konzentration an CO2 und CO in Abgasen sowie flüchtige organische Verbindungen bei industriellen Herstellungsprozessen untersucht. Die Belastung von Wasser mit Mikroplastiken und Arzneimittelrückständen sowie Böden mit polyaromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) sind weitere Themen.

Nichtdispersive IR-Absorption für Abgasuntersuchung

In Deutschland gab es 2016 etwa 13 Millionen Gasheizkessel, 5,6 Millionen Ölheizkessel und 0,7 Millionen Heizkessel für feste Brennstoffe. Darüber hinaus gab es etwa 11,7 Millionen Kaminöfen oder Kachelöfen, die mit Holz oder Kohle beheizt werden. Die in den dabei ablaufenden Verbrennungsprozessen entstehenden Abgase beeinträchtigen Umwelt, Klima und Gesundheit und unterliegen daher Grenzwerten. Diese sind für kleine und mittlere Feuerungsanlagen in der Bundes-Immissionsschutzverordnung festgelegt.

Zur Kontrolle der Einhaltung werden durch den Schornsteinfeger im Zweijahresturnus Messungen relevanter Parameter wie Kohlenmonoxid (CO) und Sauerstoff (O2) durchgeführt. Hierzu werden elektrochemische Sensoren eingesetzt, welche auf Grund ihrer Bauweise häufigen Wartungsintervallen unterliegen und verschleißen. Zudem kann das Treibhausgas und Hauptverbrennungsprodukt Kohlendioxid (CO2) nicht direkt elektrochemisch detektiert werden. Seine Konzentration wird daher aus den Messgrößen für CO und O2 lediglich berechnet, was eine Fehlerquelle bei der Emissionsbestimmung darstellt.

Ziel unserer Arbeiten gemeinsam mit der Vereta GmbH ist die Entwicklung eines optischen Sensors, der simultan die Konzentrationen von CO und CO2 im Abgasstrom von Verbrennungsanlagen misst. Zur Messung wird die nichtdispersive Infrarotspektroskopie (NDIR) eingesetzt. Durch das Lambert-Beer’sche Gesetz kann die Konzentration der Gase direkt im Abgasstrom bestimmt werden. Die Verwendung des mittleren Infrarotbereiches des elektromagnetischen Spektrums bringt dabei den Vorteil hoher Absorptionsquerschnitte und kleiner spektraler Überlagerung der einzelnen Absorptionsbanden von CO2 und CO.

Die Konstruktion des optischen Aufbaus des Messsystems muss dabei unter den Gesichtspunkten einer kompakten und robusten Bauweise sowie niedriger Kosten vorgenommen werden. Gleichzeitig muss das System hohe Anforderungen an die Messgenauigkeit erfüllen, was ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis sowie im Falle von CO eine sehr lange Absorptionsstrecke erfordert. Dieser Zielkonflikt ist eine Herausforderung bei der Entwicklung solcher Sensoren.

Schematischer Aufbau. Links ist der auf NDIR-Absorption basierender Sensor gezeigt. Im Mischbehälter wird das zu messende Gasgemisch erzeugt. Inset: Messung für CO mit dem Sensor. Man erkennt eine lineare Kennkurve der Konzentrationsabhängigkeit.

Mikroplastiken in Abwässern

Das Thema Mikroplastikrückstände in Gewässern rückte in den vergangenen Jahren immer weiter in den Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit. Ursache hierfür ist, dass die Belastung von Oberflächengewässern weiter ansteigt und Mikroplastik in immer mehr Organismen der Nahrungskette nachgewiesen wird, die zum Teil auch zum menschlichen Verzehr genutzt werden. Die daraus resultierenden gesundheitlichen Risiken sind noch nicht erforscht. Ebenso wenig sind Methoden zur Anreicherung und Analyse von Mikroplastikpartikeln standardisiert oder für die Vor-Ort-Analytik verfügbar.

Ziel unserer Arbeiten ist die Erforschung und Entwicklung einer praxistauglichen Vor-Ort-Methode zur Bestimmung der Masse an Mikroplastikpartikeln direkt auf Filtern. Eingesetzt werden soll diese Bestimmungsmethode bei der Überwachung des Ablaufes von Kläranlagen.

Das verwendete Raman-Verfahren basiert auf der Abrasterung des Filters mit Hilfe eines Prozessramangerätes. Es werden demnach keine Partikel gezählt, sondern es wird ein Durchschnittsspektrum aller auf dem Filter vorhandenen Partikel und des Filtermaterials generiert. Das Zählen von Einzelpartikeln und deren Raman-spektroskopische Analyse würden den hohen apparativen Aufwand eines Raman-mikroskopischen Messplatzes erfordern, der in der Prozessanalytik nicht praktikabel ist. Da sich das Ramanspektrum des belegten Filters additiv aus den Ramanspektren aller auf dem Filter vorhanden Substanzen sowie dem des Filtermaterials zusammensetzt, ist eine mathematische Separation notwendig. Hierzu wird das mathematisch-statistische Verfahren Partial Least Squares Regression (PLS) getestet. Eine große Herausforderung stellt dabei die Analyse und Kompensation der Effekte, die die Probenmatrix verursacht, dar.

Mikroplastikpartikel wie sie in Kläranlagen zu finden sind.

Ramanspektren von Acrylat-Copolymer (AC), Polyamid 12 (PA12), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET), Polystyrol (PS) und Polytetra uorethylen (PTFE).

Laserinduzierte Fluoreszenz für die PAK-Bestimmung

In der letzten Dekade entwickelte unser Team unterschiedliche Varianten an transportablen UV-Laserfluorimetern mit faseroptischen Sensoren für Bereiche wie Umweltanalytik und Prozessmesstechnik.

Als Anregungslichtquelle werden dabei frequenzkonvertierte, diodengepumpte Nd:YAG-Laser mit einer gepulsten Emission bei 266 nm eingesetzt. Diese UV-Wellenlänge eignet sich gut zur Anregung von Monoaromaten, PAK-Molekülen, aber auch Huminstoffen, aromatischen Aminosäuren (z. B. Thyrosin und Tryptophan) und Proteinen.

Mittels eines Lichtwellenleiters aus Quarz wird der Anregungslaserpuls flexibel zum Messort geführt, wo die Fluoreszenzanregung erfolgt. Im faseroptischen Sensorkopf sind weitere Lichtwellenleiter angeordnet die das emittierte Fluoreszenzlicht effizient und, bedingt durch eine spezielle Fasergeometrie, streulicht-minimiert aufnehmen und zur Detektionseinheit leiten.

Bezüglich der Detektionseinheit wurden mehrere Systemvarianten realisiert:

Zeitsequenzielle, lebensdaueraufgelöste Detektion: 
Das Fluoreszenzlicht wird mit einem Polychromator spektral zerlegt und die Spektren zeitversetzt zum Anregungspuls mit einer gegateten, intensivierten CCD-Kamera aufgenommen. Hieraus rekonstruiert die Spektrometersoftware ein Emissions-Abkling-Spektrum.

Wellenlängensequenzielle, lebensdaueraufgelöste Detektion: 
Mit einem Monochromator wird eine Wellenlänge ausgewählt, bei der mittels zeitkorreliertem Einzelphotonenzählen eine zeitlich hoch aufgelöste Fluoreszenzabklingkurve detektiert wird. Aus vielen Abklingkurven wird dann in der Spektrometersoftware ein Emissions-Abkling-Spektrum rekonstruiert.

Integrale Fluoreszenzdetektion: 
Durch Einsatz eines Dioden- oder CCD-Zeilen-Spektrometers lässt sich ein Fluoreszenzemissionsspektrum gewinnen. Dieser Aufbau findet seinen Einsatz bei Anwendungen in denen die Fluoreszenzabklingzeit kürzer als die Apparatefunktion ist.

Die Steuerung aller Systemvarianten erfolgt auf Basis einer selbst entwickelten Spektrometersoftware. Diese ermöglicht auch eine qualitative und quantitative Datenauswertung, die von der einfachen linearen Einkomponentenkorrelation, über Abklingzeitenanalyse bis zur komplexen Multikomponentenanalyse mittels chemometrischer Verfahren reicht.

Für Machbarkeitsuntersuchungen stehen die Laserfluorimeter für Interessenten zur Verfügung.

Probenuntersuchungen mit dem Laser-Fluorimeter. Links: Demineralisiertes Wasser. Rechts: 30 µl Ibuprofen in Vitamin D-Lösung. Man erkennt deutlich die veränderte spektrale Antwort. Diese Methode ermöglicht die Bestimmung von Kontaminanten im Wasser

Weiterführende Informationen

Sprengstoffdetektion

Sprengstoffdetektion

H. Wackerbarth, C. Lenth, S. Funke, L. Gundrum, F.  Rotter, F. Büttner, J. Hagemann, M. Wellhausen, U. Plachetka, C. Moormann, C. Strube, A. Walte:
Surface enhanced vibrational spectroscopy for the detection of explosives, Proc. SPIE, 8896, art. no. 889609, 2013.

H. Wackerbarth, L. Gundrum, C. Salb, K. Christou, W. Viöl:
Challenge of false alarms in nitroaromatic explosive detection—a detection device based on surface-enhanced Raman spectroscopy, Applied Optics, 49 (23) 4367-4371, 2010.

H. Wackerbarth, C. Salb, L. Gundrum, M. Niederkrüger, K. Christou, V. Beushausen, W. Viöl:
Detection of explosives based on surface-enhanced Raman spectroscopy, Applied Optics, 49 (23) 4362-4366, 2010.

 

Plasmonische Substrate

J. Barnett, U. Plachetka, C. Nowak, H. Wackerbarth:
Highly periodic Au nano-disc arrays for plasmon resonance-controlled SERS structures on fused silica using UV-NIL based double-layer lift-off process, Microelectronic Engineering, 172, 45-48, 2017.

S. Funke, H. Wackerbarth:
The role of the dielectric environment in surface enhanced Raman scattering on the detection of a 4-Nitrothiophenol monolayer, J. Raman Spectrosc., 44 (7), 1010-1013 2013.

K. Christou, I. Knorr, J. Ihlemann, H. Wackerbarth, V. Beushausen:
Fabrication and Characterization of Homogeneous SERS-Substrates by Single Pulse UV-Laser Treatment of Gold and Silver Films, Langmuir, 26 (23), 18564-18569, 2010.

Laserinduzierte Fluoreszenz für die PAK-Bestimmung

F. Lewitzka, M. Niederkrüger, G. Marowsky:
„Application of Two-Dimensional LIF for the Analysis of Aromatic Molecules in water”, in P. Hering, J.P. Lay, S. Strey (Editors): „Laser in Environmental and Life Sciences”, 141-161, Springer Verlag, Berlin, 2003.

P. Karlitschek, F. Lewitzka, U. Bünting, M. Niederkrüger, G. Marowsky:
„Detection of aromatic pollutants in the environment using UV-laser-induced fluorescence“, Appl. Phys. B 67, 497-504, 1998.

Förderung:

DBU-Förderung „Entwicklung eines Laserfluorimeters zum Nachweis von organischen Schadstoffen in Wasser“ (1994-1996, Förderkennzeichen 01989)

BMBF-Förderprogramm Mikrosystemtechnik „BTXE und PAK Sensor“ (1996-1999, Förderkennzeichen 16SV558/0)

BMBF-Förderprogramm Mikrosystemtechnik „BTXE und PAK Sensor II“ (1999-2003, Förderkennzeichen 16SV1112/5)

Energie

Mit der Erforschung von Energiekonversionsprozessen wird sich am Institut für Nanophotonik seit seiner Gründung befasst. Bildgebende Verfahren wie die laserinduzierte Fluoreszenz werden für die Gemischanalyse von Kraftstoffen im Brennraum von Verbrennungsmotoren eingesetzt. Intensiv wurde ein Zündkerzensensor auf der Basis von nichtdispersiver IR Absorption erforscht und entwickelt, mit dem die Konzentration an flüssigen und gasförmigen Kraftstoff am Ort der Zündkerze bestimmt werden kann.

Neben Antriebssystemen, die auf fossilen Kraftstoffen basieren, beschäftigt sich die Abteilung auch mit der Erforschung von Li-Ionen-Batterien auf der Basis von optischen Technologien.

Zündkerzensensor

Die aktuelle EU-Verordnung zur Reduktion des CO2-Ausstoßes besagt, dass die durchschnittliche Emission von Neuwagen bis 2021 auf 95 g/km gesenkt werden muss. Die Verwendung von Erdgas (CNG, engl.: Compressed Natural Gas) als Treibstoff ist eine der Möglichkeiten, eine deutliche Reduktion der CO2-Emissionen zu erreichen.

Die Entwicklung effizienter und emissionsarmer CNG-Motoren ist eine neue Herausforderung, da sich die physikalischen Eigenschaften von Gas deutlich von Otto-Kraftstoffen unterscheiden. Dies wirkt sich direkt auf Gemischbildungs- und Verbrennungsprozesse im Motor aus. Daher wird dringend eine Messtechnik benötigt, welche die Konzentration der am Motorzyklus eines PKW-Viertaktmotors beteiligten Gase (Methan, Wasser und Kohlenstoffdioxid) zeitaufgelöst (100 μs) bestimmt.

Die Abteilung Photonische Sensorik arbeitete bis Mitte 2017 gemeinsam mit dem Institut für Verbrennungs- und Gasdynamik der Uni Duisburg-Essen sowie den Firmen LaVision GmbH und Volkswagen AG an der Lösung dieses Problems im Projekt OMeGa-E (Optische Messung der Gemischbildung am Erdgasmotor).

Der auf IR- Absorption basierende ICOS-Zündkerzensensor zur Messung der Gemischbildung im Motorbrennraum, welcher gemeinsam mit LaVision entwickelt wurde, ist im Rahmen dieses Projekts zur Messung an CNG-Luft-Gemischen weiterentwickelt worden.

Die Ergebnisse bei Volkswagen an einem Prüfstandsmotor und an einer Rapid Compression Machine an der Universität Erlangen zeigten die Funktionstüchtigkeit des ICOS-Systems. Basierend auf dieser erfolgreichen Prototypentwicklung wird ein kommerzieller Sensor von LaVision hergestellt und vertrieben, mit dem Erdgasmotoren optimiert und somit klimafreundlicher gebaut werden können.

Die Messung von CO2-Dichte und Lambdawert über Infrarotabsorption ermöglicht zusammen mit Druck- und Temperaturverlauf eine umfassende Analyse der Gemischbildung während eines Motorzyklus (Quelle: LaVision GmbH)

Weiterführende Informationen

Zündkerzensensor

P.  Kranz, D. Fuhrmann, M. Goschütz, S. Kaiser, S. Bauke, K. Golibrzuch, H. Wackerbarth, P.  Kawelke, J. Luciani, L. Beckmann, J. Zachow, M. Schuette,  O. Thiele, T. Berg:
In-cylinder LIF imaging, IR-absorption point measurements, and a CFD simulation to evaluate mixture formation in a CNG-fueled engine, SAE Technical Paper 2018, 2018-01-0633, 2018.

S. Bauke, K. Golibrzuch, H. Wackerbarth, P.  Fendt, L. Zigan, S. Seefeldt, O. Thiele, T. Berg:
Optical sensor system for time-resolved quantification of methane concentrations: validation measurements in a rapid compression machine, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 210, 101-110, 2018.

K. Golibrzuch, F.-E. Digulla, S. Bauke, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg:
Optical sensor system for time resolved quantification of methane densities in CH4-fueled spark ignition engines, Applied Optics, 56 (22), 6049-6058, 2017.

S. Bauke, K. Golibrzuch, F. Rotter, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg:
Quantitative, time-resolved detection of CH4 concentrations in flows for injection analysis in CNG engines using IR absorption, Journal of Sensors and Sensor Systems, 6 (1), 185-198, 2017.

A. Grosch, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg, L. Beckmann:
Infrared spectroscopic concentration measurements of carbon dioxide and gaseous water in harsh environments with a fiber optical sensor by using the HITEMP database, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 133, 106-116, 2014.

A. Grosch, V. Beushausen, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg, R. Grzeszik:
Calibration of mid-infrared transmission measurements for hydrocarbon detection and propane concentration measurements in harsh environments by using a fiber optical sensor, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 112 (6), 994-1004, 2011.

Lebenswissenschaften

Lebenswissenschaften oder Life Sciences sind Forschungsrichtungen, die sich mit Prozessen oder Strukturen von Lebewesen beschäftigen oder an denen Lebewesen beteiligt sind. Für uns ist die Erforschung von Verfahren für die medizinische Diagnostik, die Überwachung von biotechnologischen Prozessen und die Lebensmittelforschung von Interesse. Dafür hat sich die Mikrofluidik als Probenaufbereitungstechnik als zielführend erwiesen. So wurde ein miniaturisierter Freiflusselektrophorese-Chip für die Auftrennung von Proteinen erforscht, der mit optischen Methoden ausgelesen werden kann.

Des Weiteren wird ein Lateral Flow Test für die Veterinärmedizin erforscht, der auf Grundlage der oberflächenverstärkten Ramanspektroskopie Zytokine in sehr niedrigen Mengen nachweist. Im Bereich der Medizintechnik wurde ein photonischer Sensor für die Überwachung von Infusionslösungen am Patienten erforscht.

Inaktivierung von Mikroorganismen auf Schüttgütern

Hersteller und Lieferanten von Kräutern, Tees und Gewürzen auf natürlicher Basis, also Agrar-Schüttgütern, kämpfen vielfach mit Kontaminationen durch Kleinst- oder Mikroorganismen, wie Pilze und Bakterien oder Milben. Diese unerwünschten Organismen schädigen die Qualität der Produkte und stellen eine Gesundheitsgefahr für den Endkunden sowie eine Reduzierung der Lagerfähigkeit dar. Dies gilt insbesondere, wenn es zur Vermehrung kommt. Eine Reduzierung dieser Organismen kann Abhilfe schaffen. Die bisher angewandten Methoden wie Wasserdampf- oder CO2-Behandlung sind unzu­reichend oder nicht geeignet. Kompatibel für Naturrohstoffe ist die Inaktivierung durch UV-Licht oder der noch wenig erforschte Einsatz von Plasmen. Die Reaktionsmechanismen, die bei einer derartigen Inaktivierung in Zusammenhang mit organischen Substanzen sind zwar in Teilen bekannt, aber die konkrete Auswirkung auf die Produkte nicht. Hier setzt ein Projekt an, beim dem das IFNANO für die Untersuchung von derartigen Bioprodukten vor und nach einer Deaktivierung der Mikroorganismen durch Plasma oder UV-Strahlung verantwortlich ist. Zum Einsatz kommen sollen gaschromatographische Techniken, sowie Halbleitersensoren, die das Ausgasverhalten der Bioprodukte beschreiben können. Zusätzlich sollen photographische Verfahren bis hin zur Hyperspektralanalyse eingesetzt werden.

Die Arbeiten zu diesem Thema werden vom Land Niedersachsen kofinanziert durch die Europäische Union in Ramen eines Innovationsprojektes gefördert, wofür wir uns hiermit bedanken. Das Innovationsprojekt begann am 1. August 2023 und dauert 3 Jahre. Die Förderung im Rahmen der Europäische Innovationspartnerschaft Agri unterstützt kooperative Innovationsprojekte, die Impulse für eine wettbewerbsfähige, nachhaltige Ernährungswirtschaft setzen. Ziel ist die Förderung von Innovationen und die Verbesserung des Wissensaustausches zwischen Wissenschaft und landwirtschaftlicher Praxis.

 

 

Beispielfotos von Ginseng-Wurzel (links), Lauch (Mitte) und Wacholderbeeren (rechts).

Chromatogramme von Schüttgütern verschiedener Bioprodukte.

Miniaturisierter Freiflusselektrophorese-Chip

Zur Erkennung und quantitativen Analyse der Inhaltsstoffe flüssiger Gemische, zur Überwachung chemischer und biologischer Produktions- und Reinigungsabläufe sowie analytischer Verfahren in der medizinischen Diagnostik entwickelte die Photonische Sensorik ein kontinuierliches Online-Analyse- und Überwachungsverfahren, bei dem der aktuelle Fokus die Überwachung der Proteinproduktion für pharmazeutische Anwendungen ist.

Das Verfahren beruht auf der Kopplung von miniaturisierter Freiflusselektrophorese (µFFE), bei der die Komponenten eines komplexen Flüssigkeitsgemisches separiert werden, und einem optischen Detektionssystem wie beispielsweise Fluoreszenz und SERS Spektroskopie. Dieses dient zur Identifizierung und zum hochempfindlichen Nachweis der mittels µFFE aufgetrennten und angereicherten molekularen Spezies.

Die Miniaturisierung der FFE-Systeme beinhaltet einige Vorteile. Insbesondere µFFE-Systeme benötigen nur einige Nanoliter bis Mikroliter an Probe, was die Anwendung in der klinischen Analyse oder der Proteinherstellung, bei denen nur geringe Probenmengen zur Verfügung stehen, besonders interessant macht. Ein weiterer bedeutender Vorteil der Miniaturisierung ist die Vermeidung der Erwärmung durch die sonst auftretenden hohen elektrischen Ströme. Der Chip wird von microfluidic ChipShop hergestellt und vertrieben.

Schema und Foto des am IFNANO entwickelten Chips. (Quelle: Katalog von microfluidic ChipShop, Jena)

Weiterführende Informationen

Miniaturisierter Freiflusselektrophorese-Chip

Walowski, B., Hüttner, W., Wackerbarth, H., Generation of a miniaturized free-flow electrophoresis chip based on a multi-lamination technique—isoelectric focusing of proteins and a single-stranded DNA fragment, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 401, 2465-2471, 2011.

Hüttner, W., Christou, K., Göhmann, A., Beushausen, V., Wackerbarth, H., Implementation of substrates for surface-enhanced Raman spectroscopy for continuous analysis in an optofluidic device, Microfluid Nanofluid, 12 (1-4), 521-527, 2012.

Sicherheitstechnik und Prozessüberwachung

Ziel der Sicherheitsforschung ist es, Menschen vor Bedrohungen durch Naturkatastrophen, Großunfälle und Terrorismus zu schützen. Im Rahmen der Sicherheitstechnik erforschen wir neue Detektionsverfahren für die Sprengstoffdetektion, um die Kontrolle an Flughäfen noch sicherer und effektiver zu machen. Eine weitere Herausforderung ist die chemische Beurteilung des Zustands von Munitionsaltlasten im Meer.

Für die Prozessüberwachung werden schnelle, probenschonende, selektive und sensitive Verfahren benötigt.

Dazu sollten die Verfahren robust, wartungsarm, wenig aufwändig und nicht zu kostenintensiv sein. Optische Verfahren sind dafür prinzipiell sehr gut geeignet. Beispiele hierfür sind die Bestimmung der Feuchte in Matrices wie Kaffee mittels Nahinfrarotspektroskopie und Chemometrie sowie die Entwicklung eines Gerätes für die Quantifizierung von Bitterstoffen in Bieren mittels Absorbanzmessung. Ebenfalls diesen Anforderungen genügt die Ionenmobilitätsspektrometrie, die für Überwachung der Formaldehydkonzentration bei der Herstellung von Holzwerkstoffen erforscht und implementiert wurde.

Sprengstoffdetektion

Sprengstoffdetektion ist ein sehr aktuelles und brisantes Thema. Die oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (SERS) ermöglicht das schnelle, fehlerfreie Aufspüren vieler Explosivstoffe, darunter auch Triacetontriperoxid (TATP). Dieser Sprengstoff wurde zum Beispiel bei den Anschlägen im November 2015 in Paris verwendet.

Spuren von Explosivstoffen auf Kleidung oder an Gepäckstücken werden mittels sogenannter Wischtests von einem Vlies aufgenommen, welches aufgeheizt wird, um die verdampfbaren Komponenten zu analysieren. Die geringen Substanzmengen stellen für die Raman-Spektroskopie, die so charakteristisch wie ein Fingerabdruck ist, eine große Herausforderung dar.

Ein zentrales Anliegen unserer Forschung ist, die Nachweisgrenzen von Raman-basierten Analyseverfahren anhand des oberflächenverstärkten Raman-Effekts zu senken. Erst durch die Adsorption der Moleküle an einem plasmonischen Substrat werden die Signale bei diesen Verfahren so verstärkt, dass die Detektion geringster Konzentrationen, sprich eine Spurenanalytik, ermöglicht wird. Als plasmonische Substrate werden nanostrukturierte Edelmetalloberflächen eingesetzt.

Um die Sprengstoffmoleküle auf dem plasmonischen Substrat zu sammeln, wird das Prinzip der thermischen Abscheidung genutzt. Dazu befindet sich die nanostrukturierte Oberfläche auf einem Kühlfinger. An diesem werden die zu analysierenden Substanzen, welche mittels der Thermodesorptionseinheit aus dem Vlies ausgeheizt worden sind, auf einer minimalen Fläche wieder abgeschieden. Dieser Vorgang wird auch Kryofokussierung genannt.

Schema eines nanostrukturierten plasmonischen Substrats an das ein TATP-Molekül adsorbiert ist.

Ramanspektren von TATP Feststoffprobe (a) und Spuren (im Nanogrammbereich) an einer plasmonischen Oberfläche (b).

Weiterführende Informationen

Sprengstoffdetektion

Sprengstoffdetektion

H. Wackerbarth, C. Lenth, S. Funke, L. Gundrum, F.  Rotter, F. Büttner, J. Hagemann, M. Wellhausen, U. Plachetka, C. Moormann, C. Strube, A. Walte:
Surface enhanced vibrational spectroscopy for the detection of explosives, Proc. SPIE, 8896, art. no. 889609, 2013.

H. Wackerbarth, L. Gundrum, C. Salb, K. Christou, W. Viöl:
Challenge of false alarms in nitroaromatic explosive detection—a detection device based on surface-enhanced Raman spectroscopy, Applied Optics, 49 (23) 4367-4371, 2010.

H. Wackerbarth, C. Salb, L. Gundrum, M. Niederkrüger, K. Christou, V. Beushausen, W. Viöl:
Detection of explosives based on surface-enhanced Raman spectroscopy, Applied Optics, 49 (23) 4362-4366, 2010.

 

Plasmonische Substrate

J. Barnett, U. Plachetka, C. Nowak, H. Wackerbarth:
Highly periodic Au nano-disc arrays for plasmon resonance-controlled SERS structures on fused silica using UV-NIL based double-layer lift-off process, Microelectronic Engineering, 172, 45-48, 2017.

S. Funke, H. Wackerbarth:
The role of the dielectric environment in surface enhanced Raman scattering on the detection of a 4-Nitrothiophenol monolayer, J. Raman Spectrosc., 44 (7), 1010-1013 2013.

K. Christou, I. Knorr, J. Ihlemann, H. Wackerbarth, V. Beushausen:
Fabrication and Characterization of Homogeneous SERS-Substrates by Single Pulse UV-Laser Treatment of Gold and Silver Films, Langmuir, 26 (23), 18564-18569, 2010.

Produkte und Dienstleistungen

  • Suchen Sie nach Lösungen für ein messtechnisches Problem?
  • Wünschen Sie sich einen Dienstleister, der Ihr Forschungsbudget kundenorientiert und zuverlässig nach Ihren Wünschen in Lösungen umsetzt?
  • Brauchen Sie schnell einen Prototypen, der genau Ihren Anforderungen entspricht?

Unser Team aus Physikern, Chemikern und Ingenieuren steht Ihnen mit seinen umfangreichen Erfahrungen, Kompetenzen und technischen Möglichkeiten im Bereich optischer Sensortechnik zur Verfügung.

Kein Bereich der industriellen Auftragsforschung ist uns fremd. Von der Beratung zu messtechnischen Fragestellungen, der Erstellung von Machbarkeitsstudien über die Durchführung lokaler Untersuchungskampagnen, der Bereitstellung von Equipment bis hin zur Entwicklung von problem- und kundenorientierten Messverfahren sowie der Prototypentwicklung sind wir für Sie da.

Unser Team ist für jede neue Herausforderung bereit.

Kontaktieren Sie uns!

Wir freuen uns darauf, maßgeschneiderte Nanoskopie- und Mikroskopie-Lösungen für Ihre Probleme zu entwickeln.

Ansprechpartner:

Abteilungsleiter
Dr. Hainer Wackerbarth
„Photonische Sensorik“

Tel.: +49(0)551/5035-58
Fax: +49(0)551/5035-99
hainer.wackerbarth@ifnano.de

Abteilungsmitarbeiter*innen

Dr. Hainer Wackerbarth

Abteilungsleiter

E-Mail: hainer.wackerbarth@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-58

Dr. Georgios Ctistis

Mitarbeiter

E-Mail: georgios.ctistis@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-27

Mohammed Dagher

Mitarbeiter

E-Mail: mohammed.dagher@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-25

Dr. Jan Geweke

Mitarbeiter

E-Mail: jan.geweke@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-27

Dr. Christoph Lenth

Mitarbeiter

E-Mail: christoph.lenth@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-53

Fabian Merker- Müller

Mitarbeiter

E-Mail: fabian.merker-mueller@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-24

Felix Müller

Doktorand

E-Mail: felix.mueller@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-54

Pascal Schröder

Mitarbeiter

E-Mail: pascal.schroeder@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-25

Dr. Sven Schwabe

Mitarbeiter

E-Mail: sven.schwabe@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-23

Stefan Scholz

Konstruktion

E-Mail: stefan.scholz@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-26

Florian Wieduwilt

Doktorand

E-Mail: florian.wieduwilt@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-24

Veröffentlichungen

Publikationen

  • W. Ramadan, Y. AlSalka, O. Al-Madanat, D. W. Bahnemann:
    Synthesis of Magnetic Ferrite and TiO2-Based Nanomaterials for Photocatalytic Water Splitting Applications. In: Uddin, I., Ahmad, I. (eds) Synthesis and Applications of Nanomaterials and Nanocomposites. Composites Science and Technology . Springer, Singapore.
  • M. Curti, Y. AlSalka, O. Al-Madanat,  D. W. Bahnemann:
    Isotopic Substitution to Unravel the Mechanisms of Photocatalytic Hydrogen Production. In Photocatalytic Hydrogen Production for Sustainable Energy, A. Puga (Ed.) (2023)
  • C. Lenth, A. Schumann, F. Ude,  H. Wackerbarth:
    On-site detection method for sulfur mustard for safe underwater work, 2023, Anakon 2023 Book of Abstracts, 161, ISBN 978-3-200-09056-9.

Konferenzbeiträge 

  • C. Lenth, A. Schumann, F. Ude, H. Wackerbarth:
    On-site detection method for sulfur mustard for safe underwater work, Anakon, Wien (04.2023).
  • T. Kutz, C. Niklas, J. Koch, W. Schippers, H. Wackerbarth, G. Ctistis:
    Detection of Environmental Gas Compositions with Shifted-excitation Fiber-enhanced Raman Difference Spectroscopy, Optica Sensing Congress, München (08.2023)
  • Y. AlSalka, S. Schwabe, J. Geweke, G. Ctistis, C. Lenth, P. Schröder,  H. Wackerbarth:
    Resource quality control for rubber production and in-line analysis, FEMS EUROMAT 23, Frankfurt a. Main (09.2023)
  • Y. AlSalka:
    Inline & offline spectroscopy in the field of photocatalytic and photoelectrochemical energy applications, Inno-Forum Workshop “Electrochemistry”, Tunesien (05.2023)

Publikationen

  • K. . Golibrzuch, S. Schwabe, T. Zhong, K. Papendorf, A. M. Wodtke:
    Application of an Event-Based Camera for Real-Time Velocity Resolved Kinetics, J Phys Chem A 126, 2142-2148 (2022)
  • K. Papendorf, K. Golibrzuch, T. Zhong, S. Schwabe, T. Kitsopoulos,  A. M. Wodtke:
    Velocity-resolved Laser-induced Desorption for Kinetics on Surface Adsorbates, Chem Methods 2, e202200017 (2022)
  • F. Wieduwilt, J. Grünewald, G. Ctistis, C. Lenth, T. Perl, H. Wackerbarth:
    Exploration of an Alarm Sensor to Detect Infusion Failure Administered by Syringe Pumps, Diagnostics 12(4), 936 (2022)

Konferenzbeiträge

  • C. Lenth, A. Schumann, H. Wackerbarth:
    Neue Wege zur Kampfstoffanalytik mittels der Kopplung von Gaschromatographie und Ionenmobilitätsspektroskopie, 9. IMS-Anwendertreffen, Unna (03.2022)
  • T. Kutz, C. Niklas, H. Wackerbarth, G. Ctistis:
    Fibre enhanced Raman spectroscopy for detecting atmospheric and (climate) harmful gases, SPIE Photonics Europe, Strasbourg, France (04.2022)
  • G. Ctistis:
    Nanoparticles and plasmonics for sensing applications, CINSaT autumn colloquium 2022, Kassel (11.2022)
  • F. Wieduwilt, G. Ctistis, T. Kutz, I. Aleknavičienė, H. Wackerbarth, Evaluation of Stochastically Produced Plasmonic Surface Structures for SERS Application, CINSaT spring colloquium 2022, Friedrichroda (03.2022)
  • G. Ctistis, C. Niklas, H. Wackerbarth:
    Confocal Raman spectromicroscopy for submicron spatial temperature determination, SPIE Photonics Europe, Strasbourg, France (04.2022)
  • F. Wieduwilt, G. Ctistis, T. Kutz.I. Aleknavičienė, H. Wackerbarth:
    Wavelength-dependent SERS hot spot localization of stochastically generated plasmonic nanostructures, CINSaT autumn colloquium 2022, Kassel (11.2022)

Publikationen

  • F. Diao, W. Huang, G. Ctistis, H. Wackerbarth, Y. Yang, P. Si, J. Zhang, X. Xiao, C. Engelbrekt:
    Bifunctional and Self-Supported NiFeP-Layer-Coated NiP Rods for Electrochemical Water Splitting in an Alkaline Solution, ACS Applied Materials and Interfaces 13 (20), 23702 (2021)
  • C. Niklas, H. Wackerbarth, G. Ctistis:
    A Short Review of Cavity-Enhanced Raman Spectroscopy for Gas Analysis, Sensors 21, 1698 (2021)
  • Y. AlSalka, O. Al-Madanat, A. Hakki, D. W. Bahnemann:
    Boosting the H2 Production Efficiency via Photocatalytic Organic Reforming: The Role of Additional Hole Scavenging System, Catalysts 1(12), 1423 (2021)
  • O. Al-Madanat, B. N. Nunes, Y. AlSalka, A. Hakki, M. Curti, A. O. Patrocinio, D. W. Bahnemann:
    Application of EPR Spectroscopy in TiO2 and Nb2O5 Photocatalysis, Catalysts (revised submitted / Manuscript ID: catalysts-1468319)H. Wackerbarth, C. Lenth, G. Ctistis, F. Wieduwilt und N. Konradt, Bestimmung von Benzotriazol in Gewässern mit plasmonischer on-site Analytik, GdCh – Mitt Umweltchem Ökotox, Heft 4 (2021Konferenzbeiträge
  • J. Kratz, F. Wieduwilt, M. Saveliev, C. Javelle:
    Methods and components to mitigate the radioactive aerosol contamination risks for the Chernobyl NSC, Sixth International Conference on Nuclear Decommissioning and Environment Recovery – INUDECO 2021, Slavutych, Ukraine ISBN 978-617-7932-10-8, S.10-12 (04.2021)
  • Kratz, F. Wieduwilt, M. Saveliev:
    Pillars for establishing a durable and future-proof IT architecture maturing along with the NSC: Approaches from Continuous Integration to Service Mesh, Mathematical Modeling and Simulation of Systems – MODS 2021, Chernihiv, Ukraine (06.2021)
  • Lenth, M. Dinse, A. Schumann:
    Brandfrühwarnsystem auf Basis der Ionenmobilitätsspektrometrie für Lithium-Ionen-Akkumulatoren – 8. IMS Anwendertreffen, Potsdam (03.2021)
  • Wieduwilt, J. Grünewald, H. Wackerbarth:
    Evaluation of an optical multisensor system for monitoring pharmaceuticals in hospital and pharmacy environments, CINSaT autumn colloquium 2021, Kassel (11.2021)

Publikationen

  • F. Wieduwilt, C. Lenth, G. Ctistis, U. Plachetka, M. Möller, and H. Wackerbarth, Evaluation of an on-site surface enhanced Raman scattering sensor for benzotriazole. Sci. Rep. 10, 8260, (2020)
  • Niklas, S. Göllner, F. Müller, H. Wackerbarth, and G. Ctistis, Raman spectroscopy of atmospheric gases using hollow core photonic crystal fibres, Proc. SPIE 11354, Optical Sensing and Detection VI,113540O, (2020)
  • Lenth, F. Wieduwilt, G. Ctistis und H. Wackerbarth, SERS-Spektroskopie in der Abwasseranalytik – Analyse von Abwasserproben auf Diclofenac und Benzotriazol, GIT Labor-Fachzeitschrift, S. 29-21, (18.05.2020)

Konferenzbeiträge

  • Wackerbarth, C. Lenth, F. Wieduwilt, B. Wedemeyer und G. Ctistis, Raman-basierte Verfahren zur Analyse von Mikroplastiken, Diclofenac und 1H-Benzotriazol in Wasser, S.122-127, Wasser 2020, Potsdam (05.2020)

Publikationen

  • C. Niklas, G. Ctistis, F. Müller, H. Wackerbarth:
    Ramanspektroskopie mit photonischen Hohlkernfasern am Beispiel atmosphärischer Gase, Sensoren und Messsysteme 2019, Nürnberg, Deutschland (06.2019)
  • C. Lenth, F. Wieduwilt, G. Ctistis, J. Banett, U. Plachetka, H. Wackerbarth:
    Vor-Ort-Analytik von 1-H-Benzotriazol auf Basis der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie, ANAKON 2019, Münster, Deutschland (03.2019)
  • H. Wackerbarth:
    Raman-basierte Techniken im Bereich Patientensicherheit und medizinischer Diagnostik, 12. Workshop Kleine Volumenströme in der Medizintechnik, Lübeck, (06. 2019)
  • G. Ctistis, C. Niklas, F. Müller, and H. Wackerbarth:
    Quantitative measurement of CO with non-dispersive infrared absorption spectroscopy, DPG-Frühjahrstagung 2019, Rostock, Deutschland (03.2019)
  • F. Wieduwilt, C. Lenth, U. Plachetka, H. Wackerbarth:
    Detektion von Arzneimitteln in Abwässern durch oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie, ANAKON 2019, Münster, Deutschland (03.2019)

Publikationen

  • S. Bauke, K. Golibrzuch, H. Wackerbarth, P. Fendt, L. Zigan, S. Seefeldt, O. Thiele, T. Berg:
    Optical sensor system for time-resolved quantification of methane concentrations: validation measurements in a rapid compression machine, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 210, 101-110, 2018.
  • P. Kranz, D. Fuhrmann, M. Goschütz, S. Kaiser, S. Bauke, K. Golibrzuch, H. Wackerbarth, P. Kawelke, J. Luciani, L. Beckmann, J. Zachow, M. Schuette, O. Thiele, T. Berg:
    In-cylinder LIF imaging, IR-absorption point measurements, and a CFD simulation to evaluate mixture formation in a CNG-fueled engine, SAE Technical Paper 2018, 2018-01-0633, 2018.
  • C. Niklas, S. Bauke, G. Ctistis, K. Golibrzuch, H. Wackerbarth:
    Non-dispersive IR-spectroscopy in harsh environments, Sensoren und Messsysteme 2018, Nürnberg, Deutschland (06.2018)
  • F. Wieduwilt, S. Göllner, G. Ctistis, C. Lenth, H. Wackerbarth:
    Evaluation von plasmonischen Strukturen für die Detektion von Arzneimittelrückständen,
    Umwelt 2018, Münster, Deutschland (09.2018)
  • F. Wieduwilt, C. Lenth, U. Plachetka, H. Wackerbarth:
    Herstellung und Charakterisierung von funktionellen Oberflächen für die Bioanalytik,
    19. Heiligenstädter Kolloquium, Heilbad Heiligenstadt, Deutschland (09.2018), ISBN 978-3-00-0606546-4 (2018)
  • F. Wieduwilt, C. Lenth, U. Plachetka, H. Wackerbarth:
    SERS als Möglichkeit zur Überwachung von Oberflächenfunktionalisierungen, Kaiser-Friedrich-Forschungspreis, Goslar, Deutschland (10.2018)

Publikationen

  • K. Golibrzuch, F.-E. Digulla, S. Bauke, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg:
    Optical Sensor System for Time-Resolved Quantification of Methane Densities in Methane-fueled Spark Ignition Engines, Applied Optics, 56 (22), 6049-6058, (2017)
  • J. Barnett, U. Plachetka, C. Nowak, H. Wackerbarth:
    Highly periodic Au nano-disc arrays for plasmon-resonant SERS structures on fused silica using UV-NIL based double-layer lift-off process, Microelectronic Engineering, 172, 45-48 (2017)
  • S. Bauke, K. Golibrzuch, F. Rotter, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg:
    Quantitative, time-resolved detection of CH4 concentrations in flows for injection analysis in CNG engines using IR absorption, Journal of Sensors and Sensor Systems, 6(1), 185-198 (2017)

Konferenzbeiträge

  • S. Bauke, K. Golibrzuch, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg:
    Quantitative, Time-Resolved Detection of CH4 in Flows using IR Absorption, 18. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2016, doi: 10.5162/sensoren2016/6.2.5, ISBN: 978-3-9816876-0-6 (2016)
  • S. Bauke, K. Golibrzuch, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg, L. Beckmann, N. Hübner, J. Zachow: Optical measurement system for quantitative, time-resolved detection of CNG mixture formation in an SI engine; 11. Tagung Gasfahrzeuge, Potsdam (09.2016)
  • H. Wackerbarth:
    Applied Optics and Lab on Chip, Lab-on-a-chip Symposium (invited talk), Enschede, Niederlande, (06.2016)
  • H. Wackerbarth:
    SERS, Raman und IR Spektroskopie, PPA-Seminar Gasanalytik und Gefahrstoffdetektion (eingel. Vortrag), Schwerin (04.2016)
  • H. Wackerbarth:
    Photonische Analytik in Verbrennungsdiagnostik, Umweltanalytik und Sicherheitstechnik, Weiterbildungsseminar PhotonicNet „Technische Optik in der Praxis“ (eingel. Vortrag), Göttingen (09.2016)
  • K. Golibrzuch:
    Optical Diagnostics for Combustion Analysis and Surface Kinetics, 2nd International Forum on Metrology for Liquefied Natural Gas (LNG) & Alternative Fuels (04.2016)
  • K. Golibrzuch:
    Cavity-Enhanced Raman-Spektroskopie für Prozessanalytik (CERS-Pro), F.O.M.-Jahreskonferenz (11.2016)
  • S. Steinhauer, U. Plachetka, J. Barnett, H. Wackerbarth, C. Lenth, J. Born, M. Liebetrau, A. Walte, B. Ungethüm, G. Pelzer, H. Thole:
    Vor-Ort-Überwachung von Arzneirückständen, Mikro- und Nanopartikeln im Ablauf städtischer Kläranlagen mittels photonischer Verfahren (VAMINAP), Poster zum Statustreffen des BMBF Förderprogramms „Photonik in den Lebenswissenschaften“ (09.11.2016)

Publikationen

  • A. Hartmann, S. Huckemann, J. Dannemann, O. Laitenberger, C. Geisler, A. Egner, A. Munk:
    Drift Estimation in sparse sequential dynamic imaging: with application to nanoscale fluorescence microscopy, J. R. Stat. Soc. B, doi: 10.1111/rssb.12128 (2015)
  • T. Aspelmeier, A. Egner, A. Munk:
    Modern Statistical Challenges in High-Resolution Fluorescence Microscopy, Annu. Rev. Stat. Appl. 2, 163–202 (2015)

Konferenzbeiträge

  • R. Siegmund, C. Geisler, F. Rocca, C. A. Wurm, S. Jakobs, A. Egner:
    Three Dimensional IsoSTED Microscopy In Living Cells, Focus on Microscopy 2015, Göttingen (03.2015)
  • O. Laitenberger, A. Hartmann, C. Geisler, A. Munk, A. Egner:
    Statistical Drift Estimation And Correction Methods For Single Marker Switching Based Microscopy, Focus on Microscopy 2015, Göttingen (03.2015)
  • H. Grefe, C. Geisler, A. Egner:
    Novel 3D Single Marker Switching Microscope With Isotropic Resolution Over Large Axial Range, Focus on Microscopy 2015, Göttingen (03.2015)
  • A. Egner, C. Geisler, H. Grefe, J. Schubert:
    Developments in fluorescence nanoscopy, Optics + Photonics, Nanoimaging and Nanospectroscopy III, San Diego (08.2015)
  • R. Siegmund, C. Geisler, A. Egner:
    isoSTED microscopy in living cells, Optics + Photonics, Nanoimaging and Nanospectroscopy III, San Diego (08.2015)
  • A. Egner:
    Super-Resolved Fluorescence Microscopy: Principle and Applications of STED Microscopy, IMB seminar, Tromsø (10.2015)
  • A. Egner:
    Angewandte Optik – abbilden, analysieren und strukturieren mit Licht, Bier & Brezeln, Göttingen (11.2015)
  • J.-R. Schubert, C. Geisler, A. Egner:
    Low-Intensity STED Microscope With Increased Image Brightness And Uncompromised Resolution, Focus on Microscopy 2015, Göttingen (03.2015)

Publikationen

  • M. Frank, S. Funke, H. Wackerbarth, G. H. Clever:
    SERS spectroscopic evidence for the integrity of surface-deposited self-assembled coordination cages, Physical Chemistry Chemical Physics, DOI: 10.1039/C4CP02188F (2014)
  • A. Grosch, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg, L. Beckmann:
    Infrared spectroscopic concentration measurements of carbon dioxide and gaseous water in harsh environments with a fiber optical sensor by using the HITEMP database, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 133, 106-116 (2014)
  • S. Himmel, C. Mai, A. Schumann, J. Hasener, V. Steckel, C. Lenth:
    Determination of formaldehyde release from wood-based panels using SPME-GC-FAIMS, Int. J. Ion Mobil. Spec. 17:55–67 (2014)
  • C. Lenth, A. Schumann, J. Hasener, V. Steckel, S. Himmel, C. Mai:
    Developing a new method of measuring formaldehyde emissions from wood based panels, International Wood Products Journal, DOI: 10.1179/2042645314Y.0000000076 (2014)

Konferenzbeiträge

  • S. Funke, H. Wackerbarth:
    Tuning the Enhancement of a Plasmonic Substrate by the Dielectric Environment, International Conference on Raman Spectroscopy, (08.2014)
  • H. Wackerbarth, S. Hamler, S. Funke, C. Lenth, W. Hüttner, M. Wellhausen, J. Hagemann, L. Gundrum, U. Plachetka:
    Generation of Plasmonic Substrates and Their Applications in Explosive Detection and Lab on a Chip Devices, International Conference on Raman Spectroscopy, (08.2014)
  • M. Wellhausen, H. Wackerbarth:
    Evaluation of Structures and Material for Surface Enhanced IR Absorption, Surface Enhanced Spectroscopies, Chemnitz, August 2014
  • H. Wackerbarth, S. Hamler, S. Funke, C. Lenth, W. Hüttner, M. Wellhausen, J. Hagemann, L. Gundrum, U. Plachetka:
    Applications of Plasmonic Substrates and in Explosive Detection and Chip Devices, Surface Enhanced Spectroscopies, Chemnitz, August 2014

Publikationen

  • W. Wackerbarth, C.  Lenth, S.  Funke, L. Gundrum, F. Rotter, F. Büttner, J. Hagemann, M. Wellhausen, U. Plachetka, C. Moormann, C. Strube, A. Walte:
    „Surface enhanced vibrational spectroscopy for the detection of explosives“, Proc. SPIE, 8896, art. no. 889609, (2013)
  • A. Grosch, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg, L. Beckmann:
    Infrared spectroscopic concentration measurements of carbon dioxide and gaseous water in harsh environments with a fiber optical sensor by using the HITEMP database, J Quant Spectrosc Radiat Transfer, DOI: 10.1016/j.jqsrt.2013.07.021
  • S. Funke, W. Wackerbarth:
    The role of the dielectric environment in surface enhanced Raman scattering on the detection of a 4-Nitrothiophenol monolayer, J. Raman Spectrosc., 44 (7), 1010-1013 2013.

Publikationen

  • A. Schumann, C. Lenth, J. Hasener, V. Steckel:
    Detection of Volatile Compounds from Wood-based Panels by Gas Chromatography-Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry (GC-FAIMS), International Journal for Ion Mobility Spectrometry, 15, 157-168, 2012
  • M. Wellhausen, G. Rinke, H. Wackerbarth:
    Combined Measurement of Concentration Distribution and Velocity Field of Two Components in a Micromixing Process, Microfluidics and Nanofluidics, 12 (6), 917-926, 2012
  • G. Rinke, A. Wenka, K. Roetmann, H. Wackerbarth:
    In-situ Raman imaging combined with computational fluid dynamics for measuring concentration profiles during mixing processes, Chemical Engineering Journal, 179, 338-348, 2012
  • W. Hüttner, K. Christou, A. Göhmann, V. Beushausen, H. Wackerbarth:
    Implementation of substrates for surface-enhanced Raman spectroscopy for continuous analysis in an optofluidic device, MicrofluidNanofluid, 12 (1-4), 521-527, 2012

Konferenzbeiträge

  • H. Wackerbarth:
    Miniaturized Analysis- and Process-Monitoring-Technology based on Free Flow Electrophoresis and Surface Enhanced Raman, Achema, Frankfurt, Juni 2012
  • C. Lenth:
    Detection of (V)VOC Emissions from Wood Based Panels Using SPME-GC-FAIMS 4. Anwendertreffen Ionenmobilitätsspektrometrie, Berlin April 2012
  • C. Salb, H. Wackerbarth, G. Marwosky:
    Detektion von Bitterstoffen in Bier und Bierwürze, Innovationstag des BMWi, Berlin Mai 2012
  • L. Gundrum, H. Wackerbarth:
    „DENAID Detektion Nachweis Identifikation“ BMBF-Innovationsforum „Zivile Sicherheit – Sicherheit in einer offenen Gesellschaft, Berlin April 2012

Publikationen

  • M. Wellhausen, G. Rinke, H. Wackerbarth:
    Combined Measurement of Concentration Distribution and Velocity Field of Two Components in a Micromixing Process, Microfluidics and Nanofluidics, DOI: 10.1007/s10404-011-0926-y
  • G. Rinke, A. Wenka, K. Roetmann, H. Wackerbarth:
    In-situ Raman imaging combined with computational fluid dynamics for measuring concentration profiles during mixing processes, Chemical Engineering Journal, DOI: 10.1016/j.cej.2011.11.016
  • B. Walowski, W. Hüttner, H. Wackerbarth:
    Generation of a miniaturized free-flow electrophoresis chip based on a multi-lamination techniqueisoelectric focusing of proteins and a single-stranded DNA fragment, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 401, 2465-2471, 2011
  • W. Hüttner, K. Christou, A. Göhmann, V. Beushausen, H. Wackerbarth:
    Implementation of substrates for surface-enhanced Raman spectroscopy for continuous analysis in an optofluidic device, Microfluid Nanofluid, DOI 10.1007/s10404-011-0893-3, 2011
  • S. Köhler, D. Belder, H. Becker, V. Beushausen, W. Hüttner, H. Wackerbarth, E. Beckert, S. Howitz:
    Free-flow electrophoresis with electrode-less injection molded chips, Proc. SPIE 7929, art. no. 79290O, (DOI:10.1117/12.874713) 2011
  • A. Grosch, V. Beushausen, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg, R. Grzeszik:
    Calibration of mid-infrared transmission measurements for hydrocarbon detection and propane concentration measurements in harsh environments by using a fiber optical sensor, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 112 (6), 994-1004, 2011
  • S. Köhler, C. Weilbeer, S. Howitz, H. Becker, V. Beushausen, D. Belder:
    PDMS free-flow electrophoresis chips with integrated partitioning bars for bubble segregation, Lab Chip, 11, 309-314, 2011

 Konferenzbeiträge

  • A. Grosch, H. Wackerbarth:
    Mixture formation analysis with a fiber optical spark plug sensor in spark ignited engines using infrared spectroscopy, 11th International Symposium Automotive and Engine Technology, Stuttgart, Februar, 2011
  • W. Hüttner, B. Walowski:
    Isoelektrische Fokussierung von Proteinen und einem DNA-Fragment mittels eines low-cost Frei-Fluss-Elektrophorese-Chips, Anakon Zürich, März 2011
  • A. Grosch, H. Wackerbarth:
    Quantitative Bestimmung der Konzentration von gasförmigen Kohlenwasserstoffen durch den Einsatz von Infrarot-spektroskopischen Methoden und faseroptischen Sensoren, ANAKON, Zürich, März 2011
  • H. Wackerbarth:
    Trennung und spektroskopischer Nachweis im mikrofluidischen Chip, Jahrestagung des Arbeitskreis Mikrosysteme für Biotechnologie und Lifesciences e.V. in Hamm, Juni 2011
  • H: Wackerbarth:
    Trennung, Mischung und Nachweis in mikrofluidischen Systemen 7. Deutsches Biosensor Symposium, Heilbad Heiligenstadt, April 2011
  • F. Rotter, H. Wackerbarth:
    Bestimmung von Kraftstoff-zu-Luft-Verhältnis und Temperatur im Brennraum von Ottomotoren mit laserinduzierter Fluoreszenz, ANAKON 2011, Zürich, März 2011
  • W. Hüttner, K. Christou, H. Wackerbarth, C. Lenth:
    Qualitative trace analytics of proteins using SERS, ANAKON 2011, Zürich, März 2011
  • Bachelorarbeit S. Zander:
    Hochschule für angewandte Wissenschaft und Technik (2010), Göttingen
  • „Neuartiger Ansatz für die online-Prozessüberwachung mittels oberflächenverstärkter Ramanspektroskopie im Mikrokanal“
    W. Hüttner, K. Christou, A. Göhmann, H. Wackerbarth, V. Beushausen:
    15. Heiligenstädter Kolloquium (2010), Heiligenstadt
  • „Identification of proteins in the fmol range using SERS“
    K. Christou, W. Hüttner, H. Wackerbart, V. Beushausen:
    15. Heiligenstädter Kolloquium (2010), Heiligenstadt (Poster)
  • „Isoelectric focusing of proteins and single-stranded DNA by a low-cost free-flow electrophoresis chip“
    B. Kreilein, W. Hüttner, K. Christou, H. Wackerbarth:
    15. Heiligenstädter Kolloquium (2010), Heiligenstadt (Poster)
  • „Fabrication and characterization of homogeneous SERS-substrates by single pulse uv-laser treatment of thin gold and silver films“
    K. Christou, I. Knorr, J. Ihlemann, H. Wackerbarth, V. Beushausen:
    Langmuir (2010), 26, 18564–18569
  • „Challenge of false alarms in nitroaromatic explosive detection – a detection device based on surface-enhanced Raman spectroscopy“
    H. Wackerbarth, L. Gundrum, C. Salb, K. Christou, W. Viöl:
    Applied Optics (2010), 49, 4367-4371
  • „A novel approach for online process monitoring by integrating SERS substrates into microfluidic devices“
    W. Hüttner, K. Christou, A. Göhmann, V. Beushausen, H. Wackerbarth:
    SPEC 2010 , Shedding Light on Disease: Optical Diagnosis for the new Millenium (2010), Manchester
  • „Spectroscopic monitoring of food processing“
    H. Wackerbarth, W. Viöl, U. Bindrich, F. Tintchev, U. Kuhlmann, P. Hildebrandt:
    SPEC 2010 , Shedding Light on Disease: Optical Diagnosis for the new Millenium (2010), Manchester
  • „Identification of proteins in the fmol range using SERS“
    K. Christou, W. Hüttner, H. Wackerbarth:
    SPEC 2010 , Shedding Light on Disease: Optical Diagnosis for the new Millenium (2010), Manchester (Poster)
  • „Detection of Explosives Based on Surface Enhanced Raman Spectroscopy“
    H. Wackerbarth, C. Salb, L. Gundrum, M. Niederkrüger, K. Christou, V. Beushausen, W. Viöl
    Applied Optics (2010), 49, 4362-4366
  • „Temperature- and pressure-dependent midinfrared absorption cross sections of gaseous hydrocarbons“
    A. Grosch, V. Beushausen, H. Wackerbarth, O. Thiele, T. Berg
    Applied Optics (2010), 49, 196-203
  • „Proteinanalytik mit oberflächenverstärkter Ramanspektroskopie“
    K. Christou
    Südwestdeutscher Verlag für Hochschulschriften (2010), ISBN: 978-3-8381-1509-2
  • „Nachweis von TNT und TATP mit oberflächenverstärkter Ramanspektroskopie“
    Diplomarbeit L. Gundrum
    Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst (2010), Göttingen
  • „Nahinfrarotspektroskopie in diffuser Reflexion zur Feuchtebestimmung: Kompensation von Temperatureinflüssen“
    C. Lenth, S. Groß, C. Salb
    GIT Labor-Fachzeitschrift (2010), 6, 452-454
  • Spektroskopische Erfassung der Gastemperatur im Brennraum von Ottomotoren“
    Dissertation Dr. R. Müller
    Georg-August-Universität Göttingen (2009), Göttingen
  • „Markierungsfreie Proteinanalytik mit oberflächenverstärkter Ramanspektroskopie“
    Dissertation Dr. K. Christou
    Georg-August-Universität Göttingen (2009), Göttingen
  • „Labelfreie Proteindiagnostik mit oberflächenverstärkter Ramanspektroskopie in Labs-on-a-Chip“
    K. Christou, W. Hüttner
    Arbeitskreis Prozessanalytik 5. Kolloquium: Qualitätssicherung und Prozessoptimierung im Bereich Lebensmittel und Biotechnologie (2009), Göttingen
  • „Simultaneous, Planar Determination of Fuel/Air Ratio and Velocity Field in Single Phase Mixture Formation Processes“
    F. Rotter, J. Scholz, J. Müller, T. Wiersbinski, M. Röhl, P. Ruhnau, D. Kondermann, C.S. Garbe, V. Beushausen,
    in W. Nitsche, C. Dobriloff (Eds.): Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design (NNFM), Volume 106, S.165-174, Imaging Measurement Methods for Flow Analysis – Results of the DFG Priority Programme 1147 „Imaging Measurement Methods for Flow Analysis“ 2003-2009, Springer Berlin/Heidelberg 2009, ISBN: 978-3-642-01105-4
  • „Konzeption, Herstellung und Charakterisierung eines mikrofluidischen Mischsystems“
    Bachelorarbeit M. Olschewski
    Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst (2009), Göttingen
  • „Multivariate Korrektur des Temperatureinflusses in der NIR spektroskopischen Materialfeuchtebestimmung“
    Dissertation Dr. S. Groß
    Georg-August-Universität Göttingen (2009), Göttingen
  • „Optische Charakterisierung der mikrofluidischen Gemischbildung“
    Diplomarbeit M. Wellhausen
    Georg-August-Universität Göttingen (2009), Göttingen
  • „Surface enhanced Raman spectroscopy for the detection of explosives and pyrolytic products“
    H. Wackerbarth
    Nanoeurope Konferenz (2009), Berlin
  • „Optisches System zur berührungslosen Reflexionsmessung und Verfahren zur berührungslosen Reflexionsmessung“
    Patent C. Lenth (2009)
  • „Quantitative analysis of arsenic in mine tailing soils using double-pulse laser induced breakdown spectroscopy“
    J. Kwak, C. Lenth, C. Salb, E. Ko, K. Kim, K. Park
    Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy (2009), 64, 1105-1110
  • „Preparation and characterization of multilayer coated microdroplets: Droplet deformation simultaneously probed by atomic force spectroscopy and optical detection“
    H. Wackerbarth, P. Schon, U. Bindrich
    Langmuir (2009), 25, 2636-2640
  • „Redox processes in pressurised smoked salmon studied by resonance Raman spectroscopy“
    F. Tintchev, U. Kuhlmann, H. Wackerbarth, S. Töpfl, V. Heinz, D. Knorr, P. Hildebrandt
    Food Chemistry (2009), 112, 482-486
  • „Carotenoid-protein interaction as an approach for the formulation of functional food emulsions“
    H. Wackerbarth, T. Stoll, S. Gebken, C. Pelters, U. Bindrich
    Food Research International (2009), 42, 1254-1258
  • „Structural changes of myoglobin in pressure-treated pork meat probed by resonance Raman spectroscopy“
    H. Wackerbarth, U. Kuhlmann, F. Tintchev, V. Heinz, P. Hildebrandt
    Food Chemistry (2009), 115, 1194-1198
  • „Ramanspektrometer maßgeschneidert“
    V. Beushausen, H. Wackerbarth, K. Christou, A. Göhmann, W. Hüttner
    Optolines (2009), 21
  • „2D-measurement technique for simultaneous quantitative determination of mixing ratio and velocity field in microfluidic applications“
    V. Beushausen, K. Roetmann, W. Schmunk, M. Wellhausen, C. Garbe, B. Jähne, W. in Nitsche, C. Dobriloff (Eds.): Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design (NNFM), Volume 106, S.155-164, Imaging Measurement Methods for Flow Analysis – Results of the DFG Priority Programme 1147 „Imaging Measurement Methods for Flow Analysis“ 2003-2009, Springer Berlin/Heidelberg 2009, ISBN: 978-3-642-01105-4
  • „Construction of a device for the detection of explosives and hazardous gases based on surface enhanced Raman spectroscopy“
    H. Wackerbarth, C. Salb, M. Niederkrüger, K. Christou, V. Beushausen
    Safety & Security Systems in Europe Konferenz (2009), Potsdam
  • „Einsatz nanostrukturierter Oberflächen in der Proteindetektion“
    K. Christou, I. Knorr, V. Beushausen
    14. Heiligenstädter Kolloquium 2008: Technische Systeme für die Lebenswissenschaften, S. 79 – 86 , Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. (Hrsg), ISBN: 978-3-00-025695-0
  • „Prediction and optimization of surface-enhanced Raman scattering using Comsol Multiphysics“
    I. Knorr, K. Christou, J. Meinertz, A. Selle, J. Ihlemann, G. Marowsky,
    Proceedings of the Comsol Conference 2008, Hannover
  • „Crank Angle Resolved Determination of Fuel-Concentration and Air/Fuel Ratio in a SI-Production Engine by Using a Modified Optical Spark Plug“
    A. Grosch, V. Beushausen , O. Thiele,
    J. in Valldorf, Gessner W (Hrsg): Advanced Microsystems for Automotive Applications 2008, S. 105, Springer-Verlag, ISBN: 978-3-540-77979-7
  • „Two-Line LIF-Emission Thermometry for Gas-Temperature Determination in IC-Engines“
    R. Müller, V. Beushausen
    J. in Valldorf, W. Gessner (Hrsg): Advanced Microsystems for Automotive Applications 2008, S. 127, Springer-Verlag, ISBN: 978-3-540-77979-7
  • „Double-pulse planar-LIF investigations using fluorescence motion analysis for mixture formation investigation“
    J. Scholz, T. Wiersbinski, P. Ruhnau, D. Kondermann, C.S. Garbe, R. Hain,  V. Beushausen
    Experiments in Fluids, Vol. 45, Issue 4, S. 583-593, 2008
  • „Entwicklung optischer Feldmessverfahren zur Charakterisierung mikrofluidischer Mischungsvorgänge“
    Dissertation Dr. K. Roetmann
    Georg-August-Universität Göttingen, 2008
  • „Weiterentwicklung eines optischen Messverfahrens zur Untersuchung der Gemischbildung von Kraftstoff-Luft-Gemischen“
    Diplomarbeit J. Müller
    Georg-August Universität Göttingen, 2008
  • „Micro-Flow Analysis by Molecular Tagging Velocimetry and Planar Raman-Scattering“
    K. Roetmann, W. Schmunk, C.S. Garbe, V. Beushausen, Experiments in Fluids, 2007, DOI: 10.1007/s00348-007-0420-1
  • „Planar Fuel-Air-Ratio-LIF with Gasoline for dynamic mixture-formation investigations“
    J. Scholz, T. Wiersbinski, V. Beushausen
    SAE-world congress, Detroit, USA, April 2007, SAE Paper 2007-01-0645
  • „Crank Angle Resolved Determination of Fuel Concentration and Air/Fuel Ratio in a SI-Internal Combustion Engine Using a Modified Optical Spark Plug“
    A. Grosch, V. Beushausen, O. Thiele, R. Grzeszik
    SAE-world congress, Detroit, USA, April 2007, SAE Paper 2007-01-0644
  • „Kombination von FARLIF und PIV zur Gemischbildungsanalyse von Realkraftstoff“
    J. Scholz, T. Wiersbinski, V. Beushausen
    in A. Leipertz (Hrsg.): Motorische Verbrennung- Aktuelle Probleme und moderne Lösungsansätze, Bericht zur Energie- und Verfahrenstechnik (BEV) 7.1, ESYTEC, Erlangen, S. 293-302, 2007
  • „Messverfahren zur Bestimmung der Ladungstemperatur in Verbrennungskraftmaschinen mit Hilfe laserinduzierter Fluoreszenz“
    R. Müller, V. Beushausen, A. Leipertz (Hrsg.): Motorische Verbrennung- Aktuelle Probleme und moderne Lösungsansätze, Bericht zur Energie- und Verfahrenstechnik (BEV) 7.1, ESYTEC, Erlangen, S., 2007
  • „Miniaturized DPSS Laser with 315 nm Emission for Immunoassay Analysis“
    M. Niederkrüger, C. Salb
    Vortrag auf Workshop “Laser Spektroscopy and Optical Sensing“, Universität Potsdam, Golm, 26.- 27. März 2007
  • „Bildgebende Gemischbildungsanalyse von Kraftstoff und Luft mittels laserinduzierter Fluoreszenz“
    Diplomarbeit T. Wiersbinski
    Georg-August Universität Göttingen, 2007
  • „Untersuchung neuer Ansätze zur Laserdiagnostik in der Strömungsmesstechnik“
    Hausarbeit zum Staatsexamen J. Grimsel
    Georg-August Universität Göttingen, 2007
  • „Faseroptischer Zündkerzensensor zur Optimierung motorischer Brennverfahren“
    T. Berg, O. Thiele, H. Voges, V. Beushausen
    Motorentechnische Zeitschrift, 2006
  • „Verification and Application of Fuel-Air-Ratio-LIF“
    J. Scholz, M. Röhl, T. Wiersbinski, V. Beushausen
    13th Int. Symp. on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, Lisbon, Portugal, 26-29 Juni, 2006
  • „Planare Fuel-Air-Ratio-LIF und PIV zur Gemischbildungsanalyse von Realkraftstoff“
    J. Scholz, T. Wiersbinski, V. Beushausen
    Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik, 14. Fachtagung der Deutschen Gesellschaft für Laser-Anemometrie GALA e.V., Braunschweig, 5.-7. Sept. 2006
  • „Analyse Mikrofluidischer Strömungen mit Molecular Tagging Velocimetry und Planarer Ramanstreuung“
    K. Roetmann, W. Schmunk, C.S. Garbe, V. Beushausen
    Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik, 14. Fachtagung der Deutschen Gesellschaft für Laser-Anemometrie GALA e.V., Braunschweig, 5.-7. Sept. 2006
  • „Planar Fuel-Air-Ratio-LIF with Gasoline“
    J. Scholz, M. Röhl, T. Wiersbinski, V. Beushausen
    12th International Symposium on Flow Visualization, Göttingen, 10-14 September, 2006
  • „Micro-Flow Analysis by Molecular Tagging Velocimetry and Planar Raman-Scattering“
    K. Roetmann, C.S. Garbe, W. Schmunk, V. Beushausen
    12th International Symposium on Flow Visualization, Göttingen, 10-14 September, 2006
  • „Improvement of a fluorescence immunoassay with a compact diode-pumped solid state laser at 315 nm“
    M. Niederkrüger, C. Salb, M. Beck, N. Hildebrandt, H.-G. Löhmannsröben, G. Marowsky
    in: Smart Medical and Biomedical Sensor Technology IV, Editor(s): B.M. Cullum, J. C. Carter, Proc. SPIE, Vol. 6380, 2006
  • „Anwendung eines mobilen Laserfluorimeters zur kontinuierlichen Bestimmung gelöster organischer Verbindungen im Uferfiltrat“
    N. Konradt, U. Wachsmuth, M. Niederkrüger
    Vom Wasser 104, 3-34, 2006
  • „Monitoring of Dissolved Organic Carbon (DOC) in Water Treatment Process“
    U. Wachsmuth, M. Niederkrüger, N. Konradt, H.-P. Rohns, R. Irmscher, G. Marowsky
    Vortrag auf 6th International Symposium on Advanced Environmental Monitoring, Heidelberg 2006
  • „Monitoring of Dissolved Organic Carbon (DOC) in a Water Treatment Process by UV-Laser Induced Fluorescence“
    U. Wachsmuth, M. Niederkrüger, N. Konradt, H.-P. Rohns, R. Irmscher, G. Marowsky
    in: Advanced Environmental Monitoring, Editors: Y.J. Kim, U. Platt, submitted to Springer Verlag, 2006
  • „Simultaneous spatial and spectral imaging of lasing droplets“
    A. Braun, C. Kornmesser, V. Beushausen
    J. Opt. Soc. Am. A/Vol. 22, No. 9/September 2005
  • „Mischungsfeldanalyse mit Fuel-Air-Ratio-LIF“
    J. Scholz, M. Röhl, V. Beushausen
    Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik, 13. Fachtagung der Deutschen Gesellschaft für Laser-Anemometrie GALA e.V., Cottbus, Sept. 2005
  • „2D-Molecular Tagging Velocimetry zur Analyse mikrofluidischer Strömungen“
    K. Roetmann, V. Beushausen
    Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik, 13. Fachtagung der Deutschen Gesellschaft für Laser-Anemometrie GALA e.V., Cottbus, Sept. 2005
  • „Grundlegende Untersuchungen zur Bestimmung der Ladungstemperatur in Verbrennungskraftmaschinen“
    R. Müller , V. Beushausen
    Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik, 13. Fachtagung der Deutschen Gesellschaft für Laser-Anemometrie GALA e.V., Cottbus, Sept. 2005
  • „Crank-Angle Resolved Determination of Fuel Concentration and Air/Fuel-Ratio Inside a Direct Injection SI Production Engine Under Real Fuel Conditions“
    V. Beushausen, O. Thiele, T. Berg, F. Kallmeier, T. Müller, W. Hentschel
    Internationaler Kongress „Motorische Verbrennung, Aktuelle Probleme und moderne Lösungsansätze (VII. Tagung)”, Maritim Hotel München, 15. -16. März 2005
  • „Optical Sensors for Automotive Engine-Research Applications“
    T. Berg, O. Thiele, H. Voges, V. Beushausen, F. Kallmeyer, W. Hentschel
    IEEE Sensors 2005, Irvine, CA, Oct. 2005
  • „Laserdiagnostisches Verfahren zur Analyse von Mischungsfeldern“
    Diplomarbeit M. Röhl
    Georg-August Universität Göttingen, 2005
  • „Konzentrationsbestimmungen mittels laserinduzierter Fluoreszenz in Hohlwellenleitern“
    Diplomarbeit Dipl. Ing. (FH) H. Ohland
    Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen, 2005
  • „Entwicklung eines kompakten Absorptionssensors zur quantitativen Erfassung der Gemischbildung im Brennraum von Ottomotoren“
    Masterarbeit MSc. A. Grosch
    Fachhochschule Hildesheim Holzminden Göttingen, 2005
  • „Anwendung eines mobilen Laserfluoreszenzspektrometers zur kontinuierlichen Bestimmung gelöster organischer Verbindungen im Uferfiltrat“
    N. Konradt, M. Niederkrüger, U. Wachsmuth, H.-P. Rohns, T. Nelles, R. Irmscher
    Vortrag auf der 71. Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft, GDCh-Fachtagung, Bad Mergentheim, 2.- 4. Mai 2005.
  • „Development of an LES based model for the prediction of atomization“
    M. Klein, J. Scholz, J. Janicka:
    Final Presentation of the DFG-Priority Program Atomization and Spray Processes, Schriftenreihe Mechanische Verfahrenstechnik, Band 7, Dortmund, 2004
  • „Crank-Angle Resolved Determination of Fuel/Air Ratio Inside a Direct Injection SI Production Engine Under Real Fuel Conditions“
    O. Thiele, V. Beushausen
    Proc. „VSJ-SPIE ‘04“, Tokyo, 2004
  • „Faseroptische Gemischbildungsanalyse in Otto-Motoren bei direkteinspritzenden Brennverfahren“
    Dissertation Dr. O. Thiele
    Georg-August-Universität Göttingen, 2004
  • „Mobiles Laserfluorezenzspektrometer zum Monitoring auf gelöste organische Verbindungen bei der Wassergewinnung aus Uferfiltrat“
    M. Niederkrüger, U. Wachsmuth, N. Konradt, H.-P. Rohns, T. Nelles, R. Irmscher
    VDI- Berichte 1863, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf 2004
  • „Mobiles Laserfluorezenzspektrometer zum Monitoring auf gelöste organische Verbindungen bei der Wassergewinnung aus Uferfiltrat“
    M. Niederkrüger, U. Wachsmuth, N. Konradt, H.-P. Rohns, T. Nelles, R. Irmscher
    Vortrag auf der OPTAM: 4. Konferenz über Optische Analysenmesstechnik in Industrie und Umwelt, VDI Düsseldorf, Oktober 2004
  • „Anwendungsmöglichkeiten der LIF-spektroskopischen Bodenanalytik“
    R.-H. Schultze, F. Lewitzka, H. Blanke, R. Fernandez-Trujillo, U. Wachsmuth
    Vortrag auf dem Symposion „Vor-Ort-Analytik: Feldmesstechnik für die Erkundung von Altstandorten“, Stuttgart, 30.- 31. März. 2004
  • „Strategies and Technologies for In-Situ-Site Assessment-Applications of Laser Induced Fluorescence for Underground Investigations“
    U. Wachsmuth, M. Niederkrüger, G. Marowsky, R.-H. Schultze, F. Lewitzka, R. Fernandez-Trujillo, J. Flachowsky
    Vortrag auf 6th International Symposion on Advanced Environmental Monitoring, Seoul, South Korea, April 2004
  • Spatially Resolved Determination of Fuel/Air Ratio Inside a Direct Injection SIEngine Under Real Fuel Conditions
    V. Beushausen, T. Müller, O. Thiele, T. Wesker, S. Arndt, R. Grzeszik, J. Raimann
    SAE Technical Paper Series No. 20030078, 2003
  • Spatially Resolved Determination of Fuel/Air Ratio Inside a Direct Injection SIEngine Under Real Fuel Conditions
    V. Beushausen, T. Müller, O. Thiele, T. Wesker, S. Arndt, R. Grzeszik, J. Raimann
    Proc. „ICLASS 2003“, Sorrento, 2003
  • Influence of the internal flow conditions of slit nozzles on the stability of liquid sheets: Experimental results
    J. Scholz, K. Roetmann, V. Beushausen
    Proc. „ICLASS 2003“, Sorrento, 2003
  • Laserdiagnostische Untersuchungen zur Strömungsanalyse von Schlitzdüsen
    Diplomarbeit Dipl. Phys. K. Roetmann
    Georg-August-Universität Göttingen, 2003
  • Neue Konzepte zur laserspektroskopischen Gemischbildungsanalyse an Ottomotoren
    Diplomarbeit Dipl. Phys. T. Wesker
    Georg-August-Universität Göttingen, 2003
  • Application of Two-Dimensional LIF for the Analysis of Aromatic Molecules in water
    F. Lewitzka, M. Niederkrüger, G. Marowsky
    in P. Hering, J.P. Lay, S. Strey (Editors): „Laser in Environmental and Life Sciences”, 141-161, Springer Verlag, Berlin, 2003
  • Remediation process monitoring of PAH-contaminated soils using laser-induced fluorescence
    E.-J. Ko, K.-W. Kim, U. Wachsmuth
    Environment Monitoring and Assessment 92, 179-191, 2003
  • BTXE- und PAK- Sensor II- Entwicklung, Fertigung und Markteinführung eines PAK/BTXE- Sensors auf Basis mikrosystemtechnischer Komponenten
    M. Niederkrüger, U. Wachsmuth, C. Salb, A. Meyer, G. Marowsky
    Abschlussbericht des IFNANO Teilprojekts „PAK II“ (BmBF- Mikrosystemtechnik), IFNANO, Göttingen 2003
  • Entwicklung eines vielseitigen Miniatur-Laserfluorimeters zur Detektion von Mineralöl-Verunreinigungen in Böden
    U. Wachsmuth, M. Niederkrüger, C. Salb, A. Meyer, G. Marowsky
    Abschlussbericht des IFNANO Teilprojekts „MiniLas“, (Landesinitiative Mikrosystemtechnik Niedersachsen, MST), IFNANO, Göttingen 2003
  • The application of Laser-induced Fluorescence (LIF) for the monitoring of PAH-contaminated soils
    E.-J. Ko, K.-W. Kim, U. Wachsmuth
    Vortrag auf 6th International Symposion on Environmental Geochemistry, Edinburgh, Scotland, 7.-11. September 2003
  • Application of Two-Dimensional LIF for the Analysis of Aromatic Molecules in water
    F. Lewitzka, M. Niederkrüger, G. Marowsky
    in P. Hering, J.P. Lay, S. Strey (Editors): „Laser in Environmental and Life Sciences”, 141-161, Springer Verlag, Berlin, 2003
  • PIV-Investigations of internal Slit Nozzles Flows and Their Influence on Liquid Sheet Breakup
    J. Scholz, K. Roetmann, V. Beushausen
    Proc. „ILASS-Europe“, Zaragoza, 2002
  • PIV and other Optical Techniques Applied to Internal Combustion Engines and Fuel Sprays
    V. Beushausen, A. Braun, T. Müller, K. Roetmann, J. Scholz, O. Thiele, T. Wesker
    Proc. „PivNet T5 Workshop and Präsentation“, Göttingen, 2002
  • Untersuchungen zum Strahlzerfall von Schlitzdüsen mit Laser-Lichtschnittverfahren
    J. Scholz, K. Roetmann, V. Beushausen
    Proc.“Spray 2002″, Freiberg, 2002
  • Ortsaufgelöste Bestimmung des Lambda-Wertes in einem direkteinspritzenden Otto-Motor unter Realkraftstoffbedingungen
    V. Beushausen, T. Müller, O. Thiele, T. Wesker, S. Arndt, R. Grzeszik, J. Raimann
    Proc. „Spray 2002“, Freiberg, 2002
  • Laserdiagnostische Verfahren zur Spray- und Gemischbildungsanalyse
    Dissertation Dr. Thomas Müller,
    Universität Bielefeld, 2002
  • Aufbau eines Laser-spektroskopischen Messverfahrens zur Bestimmung des Kraftstoff/Luft- Verhältnisses im Brennraum von Otto-Motoren
    Diplomarbeit Dipl. Ing. (FH) Karsten Rowolt
    Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen, 2002
  • Untersuchung der Düseninnenströmung und deren Einfluß auf den Strahlzerfall einer Schlitzdüse mit Mikro-PIV
    Diplomarbeit Dipl. Ing. (FH) Karsten Brandt
    Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshafen, 2002
  • Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) zur quantitativen Analyse pharmazeutischer Produkte
    Diplomarbeit Dipl. Ing. (FH) Andreas Meyer
    Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen, 2002
  • Applicability of Different Fluorescent Dyes for 2D Temperature Measurements in Dense Sprays Using Planar Laser Induced Florescence
    C. Kornmesser, A. Braun, V. Beushausen
    Proc. „17th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems („ILASS Europe)“, Zürich, Sept. 2001
  • Applicability of different Exciplex Tracers and Model Fuels for Investigation of Mixture Formation in Direct Injection Gasoline Engines
    C. Kornmesser, T. Müller, V. Beushausen, W. Hentschel, P. Andresen
    Proc. „COMODIA 2001“, 581-588, 2001
  • Spectroscopic Investigation of Mixture Formation in a DI Gasoline Engine using two different Exciplex Tracers and Model Fuels
    C. Kornmesser, T. Müller, V. Beushausen, W. Hentschel, P. Andresen
    Proc. „ILASS-Americas 2001“, 2-6, Dearborn, Michigan 2001
  • Die Anwendung von Mikro-PIV zur Untersuchung der Düseninnenströmung und ihres Einflusses auf den Strahlzerfall einer Schlitzdüse
    J. Scholz, K. Brandt, V. Beushausen
    Proc. „Spray 2001“, Hamburg Harburg, 2001
  • Orts- und zeitaufgelöste Detektion physikalischer und chemischer Prozesse in dielektrisch behinderten Entladungen
    Dissertation Dr. R. Kleinhans
    Universität Bielfeld, 2001
  • Möglichkeiten und Grenzen planarer Lasermesstechniken zur Analyse der Gemischbildung bei direkteinspritzenden Brennverfahren
    Dissertation Dr. C. Kornmesser
    Universität Bielefeld, 2001
  • Laserspektroskopische Messverfahren zur Temperaturbestimmung in Sprays
    Diplomarbeit Dipl. Phys. A. Braun
    Georg-August-Universität Göttingen, 2001
  • Quantitative analysis of aromatic compounds by laser induced fluorescence spectroscopy 
    G. Marowsky, F. Lewitzka, U. Bünting, M. Niederkrüger
    in Advanced Environmental and Chemical Sensing Technology, Proc. SPIE Vol. 4205, 218- 223, 2001
  • Laser lassen Schadstoffe leuchten
    F. Lewitzka, M. Niederkrüger
    Laborpraxis, 82-84, 10/2001
  • High-Precision Measurement of the Temperature of Methanol and Ethanol Droplets using Spontaneous Raman Scattering
    T. Müller, G. Grünefeld, V. Beushausen
    Appl. Phys. B 70, 155-158, 2000
  • 1D Spontaneous Raman Scattering for Comprehensive 2D Spray Characterization
    T. Müller, V. Beushausen
    Proc. „ICLASS 2000“, Passadena, 2000
  • 2D Characterization of Alcohol Sprays by Means of 1D Spontaneous Raman Scattering
    V. Beushausen, T. Müller, W. Hentschel
    Proc. „16th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems“, (ILASS
    Europe), Darmstadt, Sept. 2000
  • Optische Spraycharakterisierung zur Optimierung direkteinspritzender Brennverfahren
    T. Berg, D. Weide, H. Voges, V. Beushausen, G. Grünefeld
    Tagung Nr. H030090330 „Optisches Indizieren – Verbrennungsentwicklung für Otto- und Dieselmotoren“ , Haus der Technik, Essen, 26. September 2000
  • Spatial and Time Resolved Investigations of NO- and OH-distributions in Dielectric Barrier Discharge Plasmas Using Planar Laser Induced Fluorescence
    R. Kleinhans, L. Tiase, V. Beushausen
    Proc. „IEEE International Conference on Plasma Science (ICOPS)“, New Orleans, June 2000
  • 1D Spontaneous Raman Scattering for Comprehensive 2D Spray Characterization
    V. Beushausen, T. Müller
    Proc. „9th International Symposium on Flow Visualization“, Edinburgh, Aug. 2000
  • Aufbau eines Mikro-PIV-Systems zur Untersuchung der Düsenströmung einer planaren Quarzdüse
    Diplomarbeit Dipl. Phys. R. Sandvoß
    Georg-August-Universität Göttingen, 2000
  • Aufbau und Test eines 2D-Fluorimeters
    Diplomarbeit Dipl. Ing. (FH) V. Stallmann
    Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen, 2000
  • Schnelle Vor-Ort-Analytik mit laserinduzierter Fluorezenzspektroskopie
    F. Lewitzka, U. Bünting, M. Niederkrüger
    GIT 44/03, 283f., 2000
  • Analysis of Fluorescence Tracers in Water by a mobile fiber-optical Laser-Fluorimeter
    U. Bünting, P. Karlitschek, F. Lewitzka, M. Niederkrüger, S. Puschmann
    Vortrag auf der Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2000), San Francisco, USA, Mai 2000
  • Application of Time-Resolved Laser-Induced Fluorescence Spectroscopy to Environmental Analysis
    F. Lewitzka, U. Bünting, M. Niederkrüger
    Vortrag auf 3rd International Symposion on Advanced Environmental Monitoring, Cheju, South Korea, Oktober 2000.

Publikationen

  • B. Klie, S. Schwabe, C. Lenth, U. Giese, H. Wackerbarth:
    Conversion of an industrial LIBS system to double-pulse operation to improve sulphur detection in rubber-based parts. Spectrochim. Acta Part B: At. Spectrosc., 106923, (2024), doi:10.1016/j.sab.2024.106923. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0584854724000673
  • F. Wieduwilt, J. Geweke, F. Merker-Müller, G. Ctistis, H. Wackerbarth:
    „Analysis of infusion solutions using a multisensory approach consisting of Raman spectroscopy, refractometry, and UV/Vis spectroscopy to prevent medication errors“, Proc. SPIE 13008, Biophotonics in Point-of-Care III; 130080I (20 June 2024); https://doi.org/10.1117/12.3021532
  • A. Aschemann, P.-F. Hagen, S. Albers, R. Rofallski, S. Schwabe, M. Dagher, M. Lukas, S. Leineweber, B. Klie, P. Schneider, H. Bossemeyer, L. Hinz, M. Kästner, B. Reitz, E. Reithmeier, T. Luhmann, H. Wackerbarth, L. Overmeyer, U. Giese.:
    Smart Rubber Extrusion Line Combining Multiple Sensor Techniques for AI-Based Process Control, Adv. Eng. Mater, 2401316, (2024), https://doi.org/10.1002/adem.202401316

 

Konferenzbeiträge

  • F. Wieduwilt, J. Geweke, F. Merker-Müller, G. Ctistis, H. Wackerbarth:
    „Analysis of infusion solutions using a multisensory approach consisting of Raman spectroscopy, refractometry, and UV/Vis spectroscopy to prevent medication errors“, SPIE Photonics Europe 2024, Strasbourg, France (04.2024)
  • Song, F. Wieduwilt, Y. Cai, P. Vana:
    “Gold Nanostar–satellite Nanoprobes for Surface Enhanced Raman Spectroscopy”, 19th European Student Colloid Conference, Bordeaux, France (06.2024)
  • S. Schwabe, B. Klie, P. Schröder, A. Aschemann, M., Dagher, C. Lenth, H. Wackerbarth, U. Giese:
    “Static and in-line distribution quality assessment of crosslinking chemicals in rubber production intermediates by double-pulse LIBS“, DKT 2024 – German Rubber Conference, Nuremberg, Germany (03.07.2024)
  • Y. AlSalka, J. Geweke, P. Schröder, C. Lenth, S. Schwabe, H. Wackerbarth:
    “Digitalization of quality control in incoming goods inspection in the rubber industry using photonic sensors”, DKT 2024 – German Rubber Conference, Nuremberg, Germany (03.07.2024)

Kooperationen

Industrielle Kooperationspartner

Institutionelle Kooperationen