Miniaturisiertes Durchfluss-SERS Spektrometer mit in-situ Nanopartikelgeneration für Online-Monitoring Anwendungen
Die Überwachung von Pestizidrückständen in der Lebensmittelproduktion bzw. von Giftstoffen im Trinkwasser, sowie die Prozesskontrolle in der industriellen und pharmazeutischen Produktion erfordern eine hochsensitive Sensorik, die möglichst ohne zeitliche Verzögerung vor Ort eine Aussage über den Zustand der Flüssigkeiten erlaubt. Die oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (SERS) ist für eine solche Detektion zwar sehr geeignet, jedoch fehlt es noch an technischen Möglichkeiten für die Realisierung einer kontinuierlichen Messung. Entsprechende Messapparate müssen mit einer speziellen Oberfläche aus metallischen Nanopartikeln beschichtet werden, die mit den zu messenden Flüssigkeiten interagieren und so die Messsignale verstärken. Damit können zwar bereits sehr kleine Konzentrationen detektiert werden, jedoch degenerieren die Oberflächen durch die Interaktion sehr schnell und stehen somit nicht kontinuierlich zur Verfügung.
Daher soll gemeinsam von der Technischen Universität Chemnitz und dem Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ein innovatives Verfahren validiert werden, welches es erlaubt, die verstärkenden Nanopartikel direkt während der Messung zu synthetisieren. Darüber hinaus sind für den Anwendungsbereich des Online-Monitorings geringe Abmessungen sowie die Möglichkeit einer potenziell preiswerten Auswerteoptik notwendig, so dass insbesondere die Verbindung von neuartigen optischen, nanostrukturierten Filterelementen in Kombination mit der SERS-Detektion validiert werden sollen.
Nach der Validierung wird eine Verwertung durch Lizensierung und eine Zusammenarbeit mit Unternehmen der Medizintechnik angestrebt.