Wiener Forscher finden Sprengstoff mit Laser
Erfindung der TU weist Chemikalien auf große Distanz nach
Forscher beim Montieren optischer Elemente des Spektrometers (Foto: TU Wien)
Wien (pte028/27.02.2012/16:00) – Mit Laserstrahlen können Chemiker der Technischen Universität (TU) Wien http://tuwien.ac.at Explosivstoffe oder andere gefährliche Chemikalien nachweisen. Damit lassen sich auch Stoffe in geschlossenenen Gefäßen auf eine Entfernung von über 100 Metern genau analysieren. So könnten Sicherheitskontrollen auf Flughäfen einfacher werden.
Militär und Polizei interessiert
"Der Prototyp steht in Spanien und wird dort auch getestet", sagt Bernhard Lendl vom Institut für Chemische Technologien und Analytik der TU Wien gegenüber pressetext. Marktreif sei der Prototyp aber noch nicht. "In der Universität von Malaga werden zunächst die Kinderkrankheiten ausgebessert", sagt Lendl. Industrie und Behörden sind bereits sehr gespannt auf das Gerät.
Die spanische Polizeitruppe "Guardia Civil" zeigte sich von Beginn an interessiert, auch das österreichische Bundesheer war von Anfang an in die Forschungsarbeiten in Wien eingebunden. Auf einem Gelände des Bundesheeres konnte das Team der TU Wien ausprobieren, auf welche Distanzen sich Chemikalien per Laser filtern lassen. Unter den Proben waren unter anderem Sprengstoffe wie TNT, ANFO oder Hexogen.
Patent-Anmeldung erfolgt
Die Versuche verliefen äußert vielversprechend: "Selbst bei einem Abstand von über 100 Metern lassen sich die Substanzen noch zuverlässig nachweisen", berichtet ein Experte. Die Forscher verwenden die Raman-Spektroskopie. Diese Methode kann auch für die Untersuchung von Eisbergen oder gar für Gesteinsuntersuchungen bei Mars-Missionen nützlich sein. Auch in der chemischen Industrie gibt es für solche Methoden ein breites Einsatzgebiet. Die Anmeldung zum Patent durch die TU Wien ist bereits erfolgt.
"Bisher musste man bei dieser Art der Raman-Spektroskopie den Laser und den Licht-Detektor in unmittelbarer räumlicher Nähe zur Probe aufstellen", erklärt Bernhard Zachhuber aus dem Forschungsteam. Durch seine Weiterentwicklungen sind die Messungen nun aber auch auf große Distanzen möglich. Wird das Licht an den Molekülen der Probe gestreut, kann es seine Energie ändern.
Einzelne Photonen des Laserlichts können in den Molekülen der Chemikalie Schwingungen anregen. Dadurch wird Energie abgegeben. So ändert sich die Wellenlänge des Lichts und somit seine Farbe. Aus der genauen Farb-Zusammensetzung des gestreuten Lichts lässt sich ablesen, an welcher chemischen Substanz es gestreut wurde.
Selbst im Container anwendbar
Die Raman-Spektroskopie auf großen Distanzen funktioniert sogar, wenn die untersuchte Probe in einem undurchsichtigen Container versteckt ist: Der Laserstrahl trifft auf einem kleinen, fokussierten Punkt am Container auf und verbreitert sich im Inneren. Das Lichtsignal, das vom Behälter kommt, geht also von einem geometrisch eng begrenzten Bereich aus.
Das schwache Lichtsignal des Inhalts wird von einem größeren Bereich ausgesandt. Richtet man das Mess-Teleskop nicht genau auf die Laser-Auftreffstelle, sondern ein Stück davon weg, misst man das charakteristische Lichtsignal des Inhalts – und nicht das der Verpackung.