Infrarot-Spektroskopie

- Ein Trendbericht -

Ausgangssituation der IR-Spektroskopie im 21. Jahrhundert

Die Europäische Technologieplattform Photonics21 nimmt direkt und indirekt Bezug auf die Infrarot-(IR-) Spektroskopie an mehreren Stellen in ihrer aktuellen „Multi-annual Strategic Research and Innovation Agenda“. Insbesondere die anwendungsorientierten Bereiche „Health“ und „Agriculture & Food“ bauen auf die IR-Spektroskopie als eine der Schlüsseltechnologien, die vitale Beiträge in der Diagnose, dem Monitoring und der Behandlung von menschlichen wie auch tierischen und pflanzlichen Krankheiten als auch dem Monitoring von Umweltparametern und der Qualitätskontrolle von tierischen und pflanzlichen Produkten leisten kann. Zu den Hauptvorteilen von IR-basierten Technologien zählen der hohe inhärente Informationsgehalt der Daten, die in der Regel leistungsfähige Datenauswertung erfordern, sowie den Verzicht auf Markermolekülen, welche möglicherweise mit der relevanten analytischen Information interferieren.

Um neue Ansätze in Produkte und Dienstleistungen zum Wohl der Gesellschaft überführen zu können, besteht ein wesentlicher Bedarf an geeigneter Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur

In den letzten Jahren wurden neue Anwendungen und Anwendungsgebiete vorgeschlagen, die auf innovativen Technologien und der Evolution von IR-Strahlungsquellen und Detektoren, Lichtwellenleitern, Sensorkonzepten, Abbildungsverfahren, digitaler Informationsverarbeitung und ihrer Kombination basieren. Um diese Ansätze in neue Produkte und Dienstleistungen zum Wohl der Gesellschaft überführen zu können, besteht ein wesentlicher Bedarf an geeigneter Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur an Universitäten, Instituten und Unternehmen. Vor dem Hintergrund, dass technologieorientierte Professuren an Universitäten im deutschsprachigen Raum an Bedeutung verlieren, soll dieses Positionspapier als Startpunkt für die Verbesserung der Sichtbarkeit von IR-basierten Technologien in Deutschland, Österreich und der Schweiz (DACH) dienen und die Rahmenbedingungen verbessern, um deren Potentiale besser und effizienter zu erschließen. Die kontinuierliche Qualifizierung von wissenschaftlichem und technischem Personal, die an den Universitäten und den Instituten erfolgt, ist einerseits entscheidend für Fortschritte in der Forschung und andererseits für deren wirtschaftliche Anschlussfähigkeit.

ir-spektroskopie im überblick

Schlüsseltechnologien

Die Bandbreite der IR-Technologien konnte in den letzten Jahren insbesondere durch den Einsatz von IR-Lasern im mittleren Infrarot (MIR) erweitert werden. Zu den Vorteilen ...

Technische Trends

Der prinzipielle Aufbau von IR-Spektrometern mit einem durchstimmbaren Laser wie einem QCL, einer Probe und einem Punktdetektor ist relativ einfach. Aufwändiger ist, ...

Deep Learning Verfahren

Grundsätzlich wird in der Chemometrie zwischen „Artificial Intelligence“ (AI), „Machine Learning“ (ML) und „Deep Learning“ (DL) unterschieden. Ersteres ist ein ...

Anwendungsmöglichkeiten

Die Anwendungsgebiete der IR-Spektroskopie reichen von der Gerichtsmedizin, Industrie bis zum Privatgebrauch. Nahe, mittlere und ferne IR basierte Technologien sind in ...

Klinische Diagnostik

In Deutschland gibt es rund 6-8 Millionen Patienten mit Diabetes, die täglich mehrere Blutzucker- (Glukose-) Messungen durchführen. Weiterhin werden täglich ...

Chancen & Handlungsbedarf

Die zukünftigen Herausforderungen in den IR-basierten Spektrometertechnologien reichen von der Grundlagenforschung über anwendungsorientierter Forschung bis zur ...

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Die Autoren

PD Dr. Thomas Bocklitz

Abteilung Photonic Data Science
Leibniz-Institut für Photonische Technologien
Jena, Deutschland

Prof. Dr. Christian Huck

Institut für Analytische Chemie und Radiochemie
Universität Innsbruck
Innsbruck, Österreich

Prof. Dr. Bernhard Lendl

Arbeitsgruppe Process Analytics
Technische Universität Wien
Wien, Österreich

Prof. Dr. Werner Mäntele

Chief Scientific Officer
DiaMonTech AG
Berlin, Deutschland

PD Dr. Thomas Mayerhöfer

Abteilung Spektrokopie und Bildgebung
Leibniz-Institut für Photonische Technologien
Jena, Deutschland

Prof. Dr. Jürgen Popp

Wissenschaftlicher Direktor
Leibniz-Institut für Photonische Technologien
Jena, Deutschland

Prof. Dr. Heinz Wilhelm Siesler

Emeritiert
Institut für Physikalische Chemie
Universität Duisburg-Essen
Essen, Deutschland

Prof. Dr. Joachim Heberle

Arbeitsgruppe Experimentelle Molekulare Biophysik
Freie Universität Berlin
Berlin, Deutschland

PD Dr. Christoph Krafft

Abteilung Spektrokopie und Bildgebung
Leibniz-Institut für Photonische Technologien
Jena, Deutschland

Markus Mangold, Ph.D.

Geschäftsführer
IRsweep AG
Staefa, Schweiz

Dr. Wolfgang Märzinger

Geschäftsführer
i-RED Infrarot Systeme GmbH
Linz, Österreich

Prof. Dr. Boris Mizaikoff

Institut für Analytische und Bioanalytische Chemie, Universität Ulm & Hahn-Schickard Institut für Mikroanalysesysteme
Ulm, Deutschland

Prof. Dr. Peter Seitz

Senior Technologist
Hamamatsu Photonics Europe
Solothurn, Schweiz

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