Prof. Dr. K. Cammann
Neuartige Plasma-Quelle an der WWU entwickelt
Neben den Bestrebungen im Wissenschaftsfeld "Analytische Chemie", Analysenzeiten zu
verkürzen, Nachweisgrenzen zu verbessern und die notwendigen Probemengen sowie den
Chemikalienabfall zu reduzieren, gehört zu den wichtigsten Forschungsmotivationen vor allem auch das
Ziel, die Kosten eines Analysenverfahrens weitestgehend zu minimieren. Deshalb wurde in der
Forschungsgruppe von Dr. Buscher ein ebenso spannendes wie zukunftsweisendes Projekt gestartet,
welches mit Drittmitteln der DFG finanziert wurde und noch immer wird. Seit vielen Jahren hat sich der
Projektleiter bei seinen Forschungsaktivitäten über den enorm hohen Verbrauch des kostbaren
Edelgases Argon in der Plasmaspektrometrie mit induktiv gekoppelten Plasmen (ICP) geärgert (ein
solches Gerät verbraucht rund 20 Liter Argon pro Minute!). Deshalb erforschte er die
Möglichkeiten, das überaus leistungsfähige ICP bei niedrigem bzw. sogar gestopptem
Argonfluss zu betreiben, was gemäß theoretischer Voraussagen sogar zu wesentlich verbesserter
analytischer Leistungsfähigkeit des ICP führen sollte. Vor einigen Monaten erreichte er mit seinen
Mitarbeitern dieses Ziel, das mit einer eindrucksvollen Basis-Publikation in der in diesem Wissenschaftsfeld
wichtigsten Fachzeitschrift "Journal of Analytical Atomic Spectrometry" (JAAS) publiziert
wurde. Der Artikel "New torch design for inductively coupled plasma optical emission spectrometry
with minimised gas consumption" wird in nächster Zeit erscheinen. Das Projekt mit dem
Namen SHIP (Statisches Hochempfindlichkeits-ICP; DFG-Gz.: BU 1140/1-5) hat es ermöglicht, die
hohen Betriebskosten, die durch den extremen Edelgas-Verbrauch entstehen, weitestgehend zu minimieren.
Mit einem Argonverbrauch von nur 0,5 Liter Argon pro Minute erreicht die neue Plasmaquelle hervorragende
analytische Leistungskenndaten, wobei der Optimierungsgrad des Systems noch in den Kinderschuhen steckt.
Da
Trial-and-Error-Experimente sehr kostspielig und gleichzeitig wenig zielführend sind, hat Dr. Buscher
nach Alternativen gesucht, mit denen er sein Projekt beschleunigen konnte, und schließlich seinen
Kooperationspartner Prof. Gilmutdinov in der Universität von Kazan in Russland gefunden. Gemeinsam
wollen sie jetzt die Optimierung mit computergestützten Simulationsrechnungen beschleunigen, was
sehr viel Geld und Zeit sparen dürfte. Prof. Gilmutdinov ist dabei in der Lage, die ablaufenden Prozesse
im Computer zu simulieren. Die Quarzglasgeräte, die speziell für diese Plasmaquelle gefertigt
werden müssen, können so im Computer getestet und optimiert werden. Das spart viel Zeit und
Geld.
Die bisherigen Entwicklungen
im Rahmen des SHIP-Projektes haben nicht nur Prof. Gilmutdinov sehr beeindruckt, sondern auch in der
Fachwelt der Analytischen Atomspektroskopie für Aufsehen gesorgt. Prof. G. M. Hieftje aus
Bloomington, Indiana, USA, einer der weltweit angesehensten atomspektroskopischen Wissenschaftler, ist
ebenfalls auf das Projekt aufmerksam geworden und hat mittlerweile sogar Aufgaben im Rahmen der
plasmadiagnostischen Untersuchungsreihen für die innovative Anregungsquelle übernommen.
Seine Ergebnisse werden mit denen der Computersimulationen verglichen, so dass einerseits die Plasmaquelle
kontinuierlich verbessert werden dürfte, weil sich andererseits die Computersimulationen immer mehr
den realen Zuständen im Plasma annähern werden.
Mit diesem
herausragenden Projekt findet an der Universität in Münster Forschung auf höchstem
internationalen Niveau statt. Die Ergebnisse dieser Kontinent-übergreifenden Initiative dürfen
gespannt erwartet werden!
Beteiligter Wissenschaftler:
Veröffentlichungen:
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