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12.05.2010 Tanz der Moleküle
Category: Institut für Chemie
Die Amerikaner nutzen Terahertz-Scanner zur Terrorismus-Vorbeugung an Flughäfen - in Rostock haben die Forscher vom Institut für Chemie der Universität Rostock ganz andere Interessen.
Aufgezeichnet: Mit dem neuen Terahertz-Spektrometer lassen Professor Ralf Ludwig und Chemiker-Kollege Dr. Koichi Fumino spezifische Fingerabdrücke von chemischen Verbindungen darstellen. georg scharnweber
ROSTOCK - Die Amerikaner nutzen Terahertz-Scanner zur Terrorismus-Vorbeugung an Flughäfen - in Rostock haben die Forscher vom Institut für Chemie der Universität Rostock ganz andere Interessen. Mit dem erst kürzlich angeschafften Terahertz-Spektroskop "TPS spectra 3000" wollen die Wissenschaftler "Fingerabdrücke" von chemischen Verbindungen gewinnen. Professor Ralf Ludwig von der Physikalischen Chemie nennt die Neuanschaffung seines Instituts daher auch "Nacktscanner für Moleküle". So können die Rostocker Chemiker messen, wie die Teilchen miteinander schwingen und wechselwirken. "Wir wollen die Moleküle tanzen sehen", sagt Ludwig. Möglich macht dies das Spektrum im Terahertz-Bereich, der für Wissenschaftler bislang eine Art "schwarzes Loch" bei der Schwingungsmessung war und von den Forschern bis zur Entwicklung dieser Geräte unbemerkt blieb.
Verborgener Frequenzbereich
Zwischen dem Frequenzbereich von Mikrowellen und Infrarot-Strahlung ist die so genannte "Terahertz-Lücke" zwischen 40 Gigahertz und vier Terahertz im elektromagnetischen Spektrum. Erzeugt und nachgewiesen wird die Strahlung mit Halbleiterantennen. "Da findet der Tanz der Moleküle statt", sagt Ludwig. Der Frequenzbereich wäre den Forschern bisher nicht zugänglich gewesen, erläutert er.
Mit dem neuen Gerät können die Chemiker nun endlich in diesem Spektralbereich Messungen vornehmen. Doch Ludwig und sein Team wollen das Gerät nicht nur für eigene Zwecke nutzen. "Der Nacktscanner für Moleküle soll auch in gemeinsamen Projekten aus Biologie, Physik und Medizin eingesetzt werden. Grundlagenforschung und Anwendungsgebiete passen ausgezeichnet zu Forschungsthemen des Departments ,Life, Light and Matter’ der Interdisziplinären Fakultät", so Ludwig. Vertrieben wird das Gerät von einer Firma in Cambridge, Großbritannien. Etwa 300 000 Euro mussten dafür aufgebracht werden. Finanziert wurde das Forschungsvorhaben der Uni durch das Konjunkturpaket. "Jetzt wollen wir mit unseren Erkenntnissen dem Steuerzahler etwas zurückgeben", verspricht Ludwig.
Mit dem Molekül-Nacktscanner können die Rostocker nun sogenannte "Fingerabdrücke" von bestimmten Stoffen in einem Spektrogramm darstellen. Daran können die Profis sofort die Zusammensetzung der chemischen Verbindungen erkennen. Dazu ist ein Puls von der kurzen Zeitdauer von 90 Femtosekunden notwendig. Das entspricht 0,000 000 000 000 090 Sekunden. Das etwa Standkopierer große Gerät kann Stoffe in Temperaturen von minus 200 bis plus 200 Grad Celsius untersuchen. "Die Strahlung durchdringt beispielsweise Kleidungsstücke und kann andere Bereiche wie Metall weniger gut durchleuchten", erklärt der Chemiker. Das macht sich eben am Flughafen gut. Waffen sind bei Terahertz-Scannungen sofort sichtbar. Die Methode ist völlig sicher. "Sie ist nicht invasiv und störungsfrei", sagt Ludwig. Daher eigne sie sich besonders für Biologen und Mediziner. Proben von wenigen Milligramm reichen aus und Zusatzstoffe sind nicht notwendig. (SVZ, 11.05.2010)
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