Die Raman-Spektroskopie ist in vielen wissenschaftlichen Bereichen weit verbreitet, darunter Chemie, Physik, Biologie, Medizin, Materialwissenschaften und Umweltwissenschaften.
Wissenschaft – Anwendungen
WAS IST RAMAN-SPEKTROSKOPIE?
Die als Raman-Spektroskopie bekannte molekulare Spektroskopietechnik beruht auf der inelastischen Streuung von monochromatischem Licht an molekularen Strukturen. Die Anregungszustände der Moleküle werden durch das einfallende Laserlicht verändert, was dazu führt, dass die Moleküle Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen im Verhältnis zur Anregungswellenlänge erzeugen (sogenannte Stokes- oder Anti-Stokes-Verschiebungen). Jede Substanz hat ein einzigartiges Raman-Spektrum. Aus diesem Grund können das Vorhandensein und die Zusammensetzung verschiedener Chemikalien mit Hilfe der Raman-Streuung nachgewiesen und quantifiziert werden.
Die Raman-Spektroskopie ist ein zerstörungsfreies Verfahren, d. h. sie beschädigt oder verändert die Probe in keiner Weise. Es handelt sich außerdem um ein berührungsloses Verfahren, d. h. es kann zur Analyse von Proben verwendet werden, ohne dass diese mit ihnen in Kontakt kommen. Dies macht die Raman-Spektroskopie zu einem idealen Verfahren für die Analyse empfindlicher oder sensibler Proben.
Fall 1: Die Untersuchung der Molekularstruktur
Mit Hilfe der Raman-Spektroskopie lässt sich die molekulare Struktur einer chemischen Verbindung untersuchen. Raman-Spektralveränderungen helfen bei der Untersuchung von Konformationen und molekularen Isomeren sowie bei der Identifizierung verschiedener chemischer Bindungen und ihrer Stärken.
Fall 2: Untersuchung der chemischen Zusammensetzung
Die Raman-Spektroskopie wird zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung einer breiten Palette von Materialien eingesetzt, darunter Textilien, Metalllegierungen, Mineralien, Polymere und andere organische und anorganische Stoffe.
Fall 3: Qualitätskontrolle
Um die chemische Zusammensetzung eines Produkts festzustellen, Verunreinigungen zu erkennen und seine Qualität zu beurteilen, wird die Raman-Spektroskopie bei der Qualitätskontrolle von Waren wie Medikamenten, Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln, Düngemitteln und Baumaterialien eingesetzt.
Fall 4: Klinische Diagnostik
Die Raman-Spektroskopie wird in der Medizin zur Diagnose einer Vielzahl von Krankheiten und Beschwerden eingesetzt, darunter Haut-, Augen-, neurologische und Krebserkrankungen und vieles mehr.
Fall 5: Untersuchung der Struktur von Proteinen
Die Raman-Spektroskopie ermöglicht es, die Struktur von Proteinen zu untersuchen, was für die molekularbiologische und biotechnologische Forschung von entscheidender Bedeutung ist.
Fall 6: Atmosphärenforschung
Die chemische Zusammensetzung und die Menge der atmosphärischen Gase, einschließlich Ozon, Kohlendioxid und Methan, werden in der Atmosphärenforschung mit Hilfe der Raman-Spektroskopie untersucht.
Fall 7: Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Biokraftstoffen
Durch die Identifizierung und Messung der Kraftstoffbestandteile wird die Raman-Spektroskopie eingesetzt, um die Qualität der Biokraftstoffherstellung zu kontrollieren.
Fall 8: Körperliche Untersuchungen
Die Physik kann die Raman-Spektroskopie einsetzen, um die Materie zu untersuchen, einschließlich fester, flüssiger und gasförmiger Stoffe. Sie kann für die Erforschung der kinetischen und thermodynamischen Eigenschaften verschiedener Materialien nützlich sein.
Fall 9: Geologische Anwendungen
Die Geologie kann Mineralien und Gesteine mit Hilfe der Raman-Spektroskopie untersuchen. Mit ihr lassen sich Mineralien identifizieren und ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmen.
