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Raman-Symposium Symposium zur Raman-Mikroskopie brachte zahlreiche Forschungsdisziplinen zusammen

| Autor / Redakteur: Harald Fischer* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Die Raman-Technologie hat sich zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Analytik entwickelt. Gerade die Kombination mit der Mikroskopie liefert analytische Informationen, die bisher so noch nicht ermittelt werden konnten. Lesen Sie in diesem Rückblick auf das 12. Raman-Symposium, für welche wissenschaftlichen Problemstellungen sie eingesetzt wird.

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Teilnehmer des diesjährigen Raman-Symposiums (Ausschnitt)
Teilnehmer des diesjährigen Raman-Symposiums (Ausschnitt)
(Bild: Witec)

Ulm – Auf den ersten Blick scheinen Zement, Krebszellen, Weltraumstaub, zweidimensionale Materialien, Milliarden Jahre alte Mikrofossilien, Emulsionen und die Kramers-Heisenberg-Dirac-Formel nichts miteinander gemein zu haben. Dennoch wurden alle diese Themen von rund 50 Biologen, Physikern, Pharmazeuten und Chemiker auf dem zwölften interdisziplinären Symposium über konfokales Raman Imaging diskutiert. Dazu hatte die Firma Witec, Hersteller von Raman-Mikroskopen, Ende September nach Ulm eingeladen.

Obwohl die Vorträge ganz klassisch nach Materialwissenschaften, Life Science, zweidimensionale Materialien und Geowissenschaften kategorisiert waren, hatten sie – neben der Raman-Mikroskopie als Technologie – weitere überraschende Gemeinsamkeiten. So zeigte sich, dass man die Eigenschaften und Produktionsprozesse einiger wirklich alltäglicher Materialien auf der molekularen Ebene noch nicht ganz versteht.

Beispiel Zement

Alljährlich werden rund zwei Milliarden Tonnen Zement weltweit verbraucht. Dennoch sind die chemischen Reaktionen und ihre Kinetiken während der Produktion von Klinker aus Kalkstein und siliziumhaltigen Material teils unbekannt. Mika Lindén von der Universität Ulm identifizierte und lokalisierte verschiedene Phasen, die während der Hydrierung von Klinker, einem Schritt im Produktionsprozess, gebildet werden.

Über Probleme bei der Herstellung von Glas sprach Ralf Seuwen von Schott Glas in Mainz: Er nutzt Raman-Spektroskopie, um Gasblasen in Glas zu analysieren. So kann er anhand der Zusammensetzung des Gases dessen Ursprung ermitteln und somit den Produktionsprozess optimieren. Auch Lebensmittelhersteller nutzen die vielfachen Möglichkeiten der Raman-Mikroskopie. Maria Sovage von Unilever in Vlaardingen/Niederlande analysierte die molekulare Zusammensetzung von Emulsionen und zeigte wie kristalline Lipide und Monoglyceride an den Grenzflächen zwischen Öltropfen und Wasser Emulsionen stabilisieren.

Gruppenbild mit den Teilnehmern des diesjährigen Raman-Symposiums
Gruppenbild mit den Teilnehmern des diesjährigen Raman-Symposiums
(Bild: Witec)

Raman-Analysen im Weltall

Ganz verschiedene Materialien untersuchen Martin Hilchenbach und Frédéric Foucher – trotzdem arbeiten beide an Experimenten, die letztendlich dazu führen können, dass Raman-Analysen im Weltall gemacht werden können. Auf der Erde untersucht Hilchenbach vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen Meteoritenstaub. Raman-Mikroskopie ist geeignet, Staub aus dem All von Kontaminationen mit großer Sensitivität zu unterscheiden. Die gewonnen Daten sollen dazu dienen, ein Sekundärionen-Massenspektrometer zu eichen, dass sich an Bord der ESA-Sonde Rosetta befindet. Die Sonde soll Staub des Kometen 67/Churyumov-Gerasimenko einsammeln.

Auf dem Mars will Foucher vom Zentrum für Molekulare Biophysik in Orléans/Frankreich bei der nächsten Mission zu dem Planeten nach potenziellen Spuren von Mikroorganismen suchen. Als Vorbereitung dazu analysiert er fossile Mikroorganismen, die seit 800 Millionen Jahren in der Draken-Formation auf Spitzbergen lagern. Obwohl man mit Raman-Spektroskopie sehr gut biotische und mineralische Materialien identifizieren kann, ist es meist schwierig, sie in fossilisiertem Zustand zu unterscheiden. Indem er Raman-Mikroskopie nutzte statt nur einzelne Punkte mit Raman-Spektroskopie zu analysieren, konnte Foucher spezifische Signaturen für fossilisiertes Material biologischen Ursprungs identifizieren. Ein Weltraum-taugliches Raman-Mikroskop für eine Reise zum Mars zu bauen, ist allerdings noch eine echte Herausforderung für Wissenschaftler und Techniker.

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