Innovative Tiefsee-Analytik schont Umwelt

llustration eines Tauchroboters, der mittels Laser-induzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) die umweltschonende Analyse von Materialien in der Tiefsee ermöglicht.
(c) INP

Die Doppelpuls-LIBS-Technologie…

Am Meeresgrund lagern große Mengen von wertvollen Mineralien und Metallen, die dringend für moderne Technologien wie E-Autos und Windräder benötigt werden. Bisher ist die Entdeckung der Vorkommen aber sehr aufwendig: Tauchroboter nehmen mit Greifarmen Proben, die dann an Bord eines Forschungsschiffs untersucht werden. Eine innovative Methode eröffnet nun neue Möglichkeiten für die umweltfreundlichere Erforschung unserer Ozeane.

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat mit der Laser-induzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) mittels Doppelpulslaser eine Methode zur umweltschonenden Analyse von Materialien in einer Tiefe von 6.000 Metern unter dem Meeresspiegel entwickelt. Gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) in Greifswald wurde das grundlegende Prozessverhalten im Rahmen eines DFG-Projektes untersucht. Die Methode liefert eine präzise Elementanalyse in Echtzeit und ersetzt die aufwendige Probennahme am Meeresboden.

Die Doppelpuls-Technik nutzt zwei Laserpulse: Der erste Puls erzeugt eine Kavität, also eine Art Hohlraum im Wasser an der Materialoberfläche, der zweite Puls verdampft Material von der Oberfläche und erzeugt ein Plasma, welches die Elemente für die Spektroskop-Analyse enthält. Probleme bereitet dabei der hohe Druck unter Wasser, der es schwierig macht, aussagekräftige Spektren für eine präzise Analyse zu erzeugen.

Optimiert für den Tiefsee-Einsatz

Im Zentrum der aktuellen Forschung steht die Analyse von Materialien bei einem Druck von bis zu 600 bar, wie er in Tiefen von 6.000 Metern unter der Wasseroberfläche herrscht und die Nutzung von Laserpulsen mit Energien von bis zu 150 Millijoule. Durch die Anpassung der Laserparameter konnte das Team die Messungen für den hohen Tiefseedruck optimieren. Kurze Verzögerungen von 0,5 Mikrosekunden zwischen den Laserpulsen und die präzise Anpassung der Messstartzeitpunkte für das Spektrometer sind dabei entscheidend für die Qualität der gewonnenen Daten.

Die Forschungsergebnisse wurden unter anderem in der Fachzeitschrift „Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy“ veröffentlicht (DOI:10.1016/j.sab.2024.106877). Das Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unter der Projektnummer 454848899 finanziert.

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1016/j.sab.2024.106877

https://www.inp-greifswald.de/de/aktuelles/presse/pressemeldungen/2024/innovative-tiefsee-analytik-schont-umwelt/

Media Contact

Stefan Gerhardt Referat Kommunikation
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz

Dieser Themenkomplex befasst sich primär mit den Wechselbeziehungen zwischen Organismen und den auf sie wirkenden Umweltfaktoren, aber auch im weiteren Sinn zwischen einzelnen unbelebten Umweltfaktoren.

Der innovations report bietet Ihnen interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Klimaschutz, Landschaftsschutzgebiete, Ökosysteme, Naturparks sowie zu Untersuchungen der Leistungsfähigkeit des Naturhaushaltes.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Sensoren für „Ladezustand“ biologischer Zellen

Ein Team um den Pflanzenbiotechnologen Prof. Dr. Markus Schwarzländer von der Universität Münster und den Biochemiker Prof. Dr. Bruce Morgan von der Universität des Saarlandes hat Biosensoren entwickelt, mit denen…

3D-Tumormodelle für Bauchspeicheldrüsenkrebsforschung an der Universität Halle

Organoide, Innovation und Hoffnung

Transformation der Therapie von Bauchspeicheldrüsenkrebs. Bauchspeicheldrüsenkrebs (Pankreaskarzinom) bleibt eine der schwierigsten Krebsarten, die es zu behandeln gilt, was weltweite Bemühungen zur Erforschung neuer therapeutischer Ansätze anspornt. Eine solche bahnbrechende Initiative…

Leuchtende Zellkerne geben Schlüsselgene preis

Bonner Forscher zeigen, wie Gene, die für Krankheiten relevant sind, leichter identifiziert werden können. Die Identifizierung von Genen, die an der Entstehung von Krankheiten beteiligt sind, ist eine der großen…