Aktuelle Promotionen

Jennifer Braun nimmt den Spürhund als „Detektor“ für organische Volatile (engl. „volatile organic compounds“ – kurz VOCs) genauer unter die Lupe. Spürhunde besitzen durch ihr hochsensibles Riechorgan die besondere Fähigkeit, Drogen, Explosivstoffe, Menschen oder Tiere anhand ihrer Duftstoffe zu erschnüffeln. Doch wie empfindlich ist der Hund und wie sicher ist seine Anzeige? Um dem auf den Grund zu gehen, befasst sich Doktorandin Jennifer Braun mit Verfahren zur qualitätsgesicherten Quantifizierung von VOCs, die primär die instrumentelle Analytik aber auch den Spürhund umfassen. Betreuung: Prof. Dr. Peter-Michael Kaul

N-Nitrosamine sind zum Teil leichtflüchtige Verbindungen, die bei vielen verschiedenen Industrieprozessen entstehen können und als krebserregend eingestuft sind. Aufgrund ihres hohen Gesundheitsrisikos ist es von akutem Interesse, dass verlässliche, sensitive und mobile Systeme zu der Detektion und Quantifizierung von N-Nitrosaminen entwickelt werden. Doktorandin Jana Hinz beschäftigt sich im Rahmen ihrer Promotion mit der Entwicklung eines GC-FAIMS Systems, einem Messgerät zur schnellen Analyse von N-Nitrosaminen. Dieses System soll in verschiedenen Industriezweigen zur Anwendung kommen. Im Vergleich zu gebräuchlichen Methoden bietet die GC-FAIMS den Vorteil, dass sie schnell, vor Ort einsetzbar und kosteneffizient ist. Betreuerin: Prof. Dr. Michaela Wirtz

Neu synthetisierte Chemikalien oder Produkte, von denen in Reinform oder als Gemisch eine Explosionsgefahr ausgeht, stellen ohne eine hinreichende Charakterisierung und Klassifizierung ein Sicherheitsrisiko dar. Klassisch werden solche Stoffe mit einer Vielzahl konventioneller Prüfmethoden charakterisiert, die den Umgang mit verhältnismäßig großen Probenmengen erfordern. Ziel des Promotionsvorhabens von Matthias Muhr ist es, durch die sensorische Überwachung dieser konventionellen Methoden einen Prüfapparat zu entwickeln, mit dem es möglich ist eine genauere Charakterisierung von derartigen Stoffen vornehmen zu können. Dabei sollen die Probenmengen deutlich reduziert werden, um das Sicherheitsrisiko beim Umgang deutlich zu senken.

In den letzten Jahren halten 3D Kameras auf Basis des Laufzeitverfahrens (Time-of-Flight) – auch getrieben durch den Einsatz in Smartphones – zunehmend Einzug in unseren Alltag. Die Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie sind immens, sei es für die automatische Umfelderfassung im Automobilbereich, Sicherheits- und Automatisierungsfunktionen in der Robotik, Aufgaben automatischer Bereichsüberwachung, biometrische Problemstellungen oder auch die berührungslose Steuerung technischer Geräte. Ziel der Forschungsarbeit von Doktorand Markus Rohde ist es, die Einsatzgebiete solcher 3D Kameras zu erweitern. So soll beispielsweise die Reichweite für Außenraumanwendungen, die heute auf etwa 10 Meter limitiert ist auf mehr als 20 Meter erweitert werden. Dazu werden innovative Infrarot- Laserbeleuchtungen entwickelt und es werden Ansätze der sensornahen Signalverarbeitung erforscht. Betreuung: Prof. Dr. Robert Lange

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wird Reinstwasser als Lösungsmittel oder Ausgangsprodukt für Pharmazeutika sowie zur Reinigung von Oberflächen bei der Herstellung von hochpräzisen Bauteilen in der Halbleiterfertigung eingesetzt. Die Überwachung der Wasserqualität ist dabei von größter Bedeutung. Doktorandin Sara Schäfer entwickelt ein universelles Messgerät zur Überwachung der Reinstwasserqualität. Dieses kombiniert zwei Standardmethoden der Oxidation. Die Oxidation erfolgt durch Ozonung in Kombination mit UV-Strahlung. Das wiederum führt zu einem erweiterten Oxidationsprozess und damit zu einer signifikanten Steigerung der Oxidationskraft im Vergleich zu herkömmlichen Systemen. Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

Die lokale und kontrollierte Initiierung von energetischen Materialen durch Laserstrahlung gekoppelt mit sensorischer Überwachung beinhaltet eine Reihe von Fragestellungen und ist speziell für Zündstoffe eine besondere Herausforderung. Die Richtung der Arbeiten liegen im Bereich der Detektionsmethodik. Hierbei ist die kontrollierte Energieeinkopplung durch Laserstrahlung (unterschiedliche Strahlquellen) in die untersuchten Stoffe ohne Kenntnis über deren spezifische Absorptionskoeffizienten von großem Interesse bei der Entwicklung von Detektionsverfahren. Eine Möglichkeit dies zu realisieren, liegt im Aufbringen geeigneter Beschichtungen mit bekannten Absorptionskoeffizienten. Hierfür werden unterschiedliche Verfahren (beispielsweise Spray-Coating) vergleichend untersucht. So könnte in Verbindung mit der Wahl geeigneter Laserparameter die Realisierung einer kontrollierten lokalen Intitiierung unterhalb kritischer Geometrien erfolgen, sodass das energetische Material nicht in der Masse zur Umsetzung kommt und so eine Detonation oder Deflagration verhindert wird. Die bei der Reaktion emittierten Gase und physikalischen Phänomene werden genutzt, um das untersuchte Material und die hier ablaufenden Prozesse zu studieren. Betreuer: Prof. Dr. Thomas M. Klapötke / Prof. Dr. Peter Kaul

Sarah Vermeeren entwickelt ein Verfahren zur Detektion von Kartoffelkrebs, der durch den Töpfchenpilz Synchytrium endobioticum (Schilb.) Perc. ausgelöst wird und zu den bedeutendsten Schaderregern an Kartoffeln zählt. Er besitzt in den EU-Staaten sogar Quarantänestatus, d.h. befallene Flächen sind über Jahre für den Kartoffelanbau gesperrt. Deshalb ist eine frühzeitige Detektion und Eindämmung des Kartoffelkrebses extrem wichtig. Sarah Vermeeren analysiert mit Hilfe der Thermodesorption-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TD-GC-MS) und der Protonen-Tranfer-Reaktion Time-of-Flight Massenspektrometrie (PTR-ToF-MS) die Volatile Organic Compound (VOC)-Profile von Kartoffelpflanzen, Kartoffeln und Resterden, mit dem Ziel anhand dieser zwischen gesundem und infizierten Zustand unterscheiden zu können. Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul