Angewandte Spektroskopie

Die Forschungsgruppe „Angewandte Spektroskopie” unter der Leitung von Dr. Niklas Jüngst und Dr. Torsten Endres konzentriert sich auf die Entwicklung und praktische Anwendung spektroskopischer Diagnosemethoden für den Einsatz in Verbrennungssystemen und reaktiven Strömungsprozessen. Dazu gehören laserbasierte Techniken wie Rayleigh-Streuung, spontane Raman-Streuung, laserinduzierte Fluoreszenz (LIF), laserinduzierte Incandescence (LII) und Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie. ... Die Gruppe führt grundlegende Experimente durch, um die quantitative Interpretation von Messdaten in komplexen Situationen zu ermöglichen. Dazu gehört die Bestimmung der Fluoreszenzlebensdauer kleiner Moleküle (z. B. OH-Radikale, Formaldehyd, Toluol, Naphthalin), um Einblicke in intra- und intermolekulare Energieübertragungsprozesse zu gewinnen, die die Signalintensitäten und Spektren beeinflussen. Ein weiteres Beispiel ist die Messung der Lichtabsorption in wässrigen Lösungen im nahen Infrarotbereich. Darüber hinaus entwickelt die Gruppe laseroptische Techniken (LII) zur Messung der Größe von gasförmigen Nanopartikeln, wie z. B. Ruß in Motoren oder Nanopartikeln, die in Synthesereaktoren entstehen.
Die Messmethoden werden eingesetzt, um Schlüsselparameter in Flammen und anderen technisch relevanten Umgebungen zu bestimmen. Ein Schwerpunkt liegt auf Bildgebungsverfahren, die gewünschte Größen über einen Prozessquerschnitt visualisieren und so zum Verständnis von Misch-, Reaktions- und Strömungsprozessen beitragen. Beispielsweise werden die Dicke und Temperatur von wässrigen Flüssigkeitsfilmen mittels Absorptionsspektroskopie mit abstimmbaren NIR-Diodenlasern gemessen, um schnell verdampfende Flüssigkeitsfilme auf heißen Oberflächen zeitaufgelöst zu beobachten. Ein weiteres Beispiel ist die berührungslose quantitative Bestimmung der Wärmeabgabe in turbulenten Flammen mithilfe der bildgebenden LIF von OH und Formaldehyd sowie zeit- und spektral aufgelöster Chemilumineszenz (OH*, CH*, CO2*).