Aktuelle Promotionen am ISF

Jennifer Braun

Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Doktorandin
Jennifer Braun

Jennifer Braun nimmt den Spürhund als „Detektor“ für organische Volatile (engl. „volatile organic compounds“ – kurz VOCs) genauer unter die Lupe. Spürhunde besitzen durch ihr hochsensibles Riechorgan die besondere Fähigkeit, Drogen, Explosivstoffe, Menschen oder Tiere anhand ihrer Duftstoffe zu erschnüffeln. Doch wie empfindlich ist der Hund und wie sicher ist seine Anzeige? Um dem auf den Grund zu gehen, befasst sich Doktorandin Jennifer Braun mit Verfahren zur qualitätsgesicherten Quantifizierung von VOCs, die primär die instrumentelle Analytik aber auch den Spürhund umfassen.

Betreuung: Prof. Dr. Peter-Michael Kaul

Rene Breuch

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Doktorand
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
E-Mail: 
rene.breuch [at] h-brs.de

Unerwünschte Bakterien in der Lebensmittelindustrie sind ein Problem, und sie zu detektieren ist eine besondere Herausforderung. Doktorand Rene Breuch erforscht, wie man mit Hilfe der oberflächen-verstärkenden Raman-Spektroskopie (SERS) solche Bakterien rechtzeitig erkennen kann. Dabei detektiert und differenziert er Verderbs-Bakterien durch die gezielte Entwicklung strapazierfähiger SERS-Substrate basierend auf Goldnano-partikeln, geeigneten Methoden zur Probennahme und multivariater Statistik.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

Ruben Gonzalez

Doktorand am Institut für Sicherheitsforschung
Lehrbeauftragter für Offensive Security
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E-Mail: 
ruben.gonzalez [at] h-brs.de

Kryptografie, also Verschlüsselungstechnik, wird heute überall eingesetzt. Beim Onlinebanking genauso wie beim Öffnen des Autos mittels Fern-bedienung. Eine neue Art von Computer, der Quanten-Computer, bedroht allerdings die aktuelle Generation von Verschlüsselungssystemen. Um weiterhin auf der sicheren Seite zu bleiben müssen daher neue krypto-graphische Verfahren erdacht, entwickelt und getestet werden. Dieser Forschungszweig nennt sich Post-Quantum Cryptography. Doktorand Ruben Gonzalez erforscht wie Post-Quantum Cryptography auf den aller kleinsten Geräten, den Constraint Embedded Devices (z.B. Feinstaubsensoren, Kreditkarten), funktionieren kann.
Betreuung: Prof. Dr. Karl Jonas

Sarah Heß
Das Forschungsziel von Doktorandin Sarah Heß ist der Nachweis von DNA-Profilen („genetischen Fingerabdrücken“) aus ausgefallenen Einzelhaaren. In den meisten Fällen tragen sie nur noch eine geringe Menge an DNA, die in sehr kurze Stücke zerfallen ist. Um vom Haar auf die spurenverursachende Person zu schließen, erfordert die Analyse dieses Spurentyps eine Reihe von hochempfindlichen Nachweismethoden, die an der H-BRS verbessert und für die Anwendung an Mikrospuren optimiert werden.
Betreuung: Prof. Dr. Richard Jäger

Jana Hinz

Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Doktorandin
Jana Hinz
E-Mail: 
jana.hinz [at] h-brs.de

N-Nitrosamine sind zum Teil leichtflüchtige Verbindungen, die bei vielen verschiedenen Industrieprozessen entstehen können und als krebserregend eingestuft sind. Aufgrund ihres hohen Gesundheitsrisikos ist es von akutem Interesse, dass verlässliche, sensitive und mobile Systeme zu der Detektion und Quantifizierung von N-Nitrosaminen entwickelt werden. Doktorandin Jana Hinz beschäftigt sich im Rahmen ihrer Promotion mit der Entwicklung eines GC-FAIMS Systems, einem Messgerät zur schnellen Analyse von N-Nitrosaminen. Dieses System soll in verschiedenen Industriezweigen zur Anwendung kommen. Im Vergleich zu gebräuchlichen Methoden bietet die GC-FAIMS den Vorteil, dass sie schnell, vor Ort einsetzbar und kosteneffizient ist.
Betreuerin: Prof. Dr. Michaela Wirtz

Amadeus Janotta

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, M. Sc., Doktorand
Porträt von Amadeus Janotta, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften
E-Mail: 
amadeus.janotta [at] h-brs.de

Terroristen verwenden bei Anschlägen immer wieder den Sprengstoff Triacetontriperoxid (TATP), weil die Ausgangsstoffe dafür leicht zugänglich sind und TATP einfach zu synthetisieren ist. TATP zu identifizieren und davon Proben zu entnehmen ist für Sicherheitsbehörden allerdings eine Heraus-forderung, weil dieser Sprengstoff empfindlich ist gegenüber Schlag, Wärme, Reibung und Erschütterung. Deshalb forscht Amadeus Janotta an einem Einweg-Sensor aus elektrogesponnenen Polymerfasern. Da TATP sublimiert (es geht direkt von fest zu gasförmig über), kann es gasförmig mit den in den Polymerfasern enthaltenen Substanzen in einer für das bloße Auge sichtbaren Farbänderung reagieren. Ziel von Amadeus Janottas Doktorarbeit ist es, eine kontaktfreie, schnelle und energieautarke Vor-Ort-Identifikations-methode zum Nachweis von TATP zu entwickeln.
Betreuung: Prof. Dr. Peter-Michael Kaul

Daniel Klein

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
M.Sc.
Daniel Klein
E-Mail: 
daniel.klein [at] h-brs.de

Rohes Fleisch zeigt schnell bakteriellen Befall. Sofern das damit befallene Fleisch verzehrt wird, kann dieser ab einer gewissen Menge gesundheits-gefährdend sein. Deshalb will Doktorand Daniel Klein Kontaminationen (z.B. Bakterien) auf komplexen Untergründen (z.B. Fleisch) sichtbar machen. Dazu verknüpft er spektroskopische Daten aus IR- und Ramanspektroskopie aus gleichen Messregionen miteinander, um zu zeigen, wo Kontaminationen zu finden sind. Durch die Verknüpfung der beiden Verfahren soll der Informationsgehalt des Datensatzes steigen und gleichzeitig die Fehlerquote bei der Kontaminationserkennung sinken.
Betreuung: Prof. Dr. Peter-Michael Kaul

Stephan Maurer

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Dipl.-Ing.
Zur Personenseite
E-Mail: 
stephan.maurer [at] h-brs.de

Unkonventionelle Spreng- und Brandvorrichtungen werden oft bei terroristischen Aktivitäten verwendet und sind Teil der Bedrohung in den weltweiten Konfliktherden. Der Schutz von Menschen und Material erfordert daher effektive Gegenmaßnahmen. Dazu gehört auch, dass Sicherheitskräfte oder militärisches Personal in die Lage versetzt werden, unbekannte Substanzfunde mit geringem zeitlichem und logistischem Aufwand vor Ort als gefährdend oder unkritisch einzustufen. Um Explositionsstoffe von nicht-explosivem Materialen zu unterscheiden, kann die bei Explosionsstoffen initiierbare, stark exotherme Reaktion genutzt werden. Diese resultiert in Strahlungsemissionen sowie in lokaler Druck- und Temperaturerhöhung. Die Messung dieser Reaktionseffekte und die Anforderung an eine mobile, einfach zu bedienende und robuste Analytik werden durch ein von Doktorand Stephan Maurer entwickeltem System ermöglicht, das Proben im einstelligen mg-Bereich durch schnelles Erhitzen auf mikrostrukturiertem Heizern zum chemischen Umsatz anregt.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

Lukas Pschyklenk

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
E-Mail: 
lukas.Pschyklenk [at] h-brs.de

Flüssigkristalle kennt man in der Regel nur von Displays (LCD). Dabei können die außergewöhnlichen optischen Eigenschaften dieser faszinierenden Substanzen für diverse Anwendungen genutzt werden. Eine davon ist die Gassensorik. Eine spezielle flüssigkristalline Phase, die durch Dotierung mit optisch aktiven Substanzen entsteht, reflektiert ähnlich wie die Flügel eines Schmetterling nur einen schmalen Wellenlängenbereich des einfallenden Lichtes zurück. Für den Beobachter erscheint der Flüssigkristall dann in einer sehr intensiven Farbe. Für die Farbe ist jedoch kein Farbstoff, sondern nur die Struktur des Flüssigkristalles verantwortlich. Durch eine chemische Reaktion des Dotiermittels mit einer zu detektierenden Substanz ändert sich diese Struktur und damit augenblicklich die sichtbare Farbe. Zur Detektion von Substanzen entwickelt Doktorand Lukas Pschyklenk einen Gassensor, der keinerlei Stromverbrauch aufweist und mit bloßem Augen ausgelesen werden kann.Das Promotionsvorhaben ist mit dem BMBF-Projekt OptoSpin verbunden. Ziel des Projektes ist das Finden geeigneter Dotiermittel für ausgewählte sicherheitsrelevante Substanzen sowie die Verbesserung der Anwendbarkeit dieser Sensoren.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

Markus Rohde

Doktorand
Projekt Digital Fellowship International
Zur Personenseite
E-Mail: 
markus.rohde [at] h-brs.de

In den letzten Jahren halten 3D Kameras auf Basis des Laufzeitverfahrens (Time-of-Flight) – auch getrieben durch den Einsatz in Smartphones – zunehmend Einzug in unseren Alltag. Die Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie sind immens, sei es für die automatische Umfelderfassung im Automobilbereich, Sicherheits- und Automatisierungsfunktionen in der Robotik, Aufgaben automatischer Bereichsüberwachung, biometrische Problemstellungen oder auch die berührungslose Steuerung technischer Geräte. Ziel der Forschungsarbeit von Doktorand Markus Rohde ist es, die Einsatzgebiete solcher 3D Kameras zu erweitern. So soll beispielsweise die Reichweite für Außenraumanwendungen, die heute auf etwa 10 Meter limitiert ist auf mehr als 20 Meter erweitert werden. Dazu werden innovative Infrarot- Laserbeleuchtungen entwickelt und es werden Ansätze der sensornahen Signalverarbeitung erforscht.
Betreuung: Prof. Dr. Robert Lange

Sara Schäfer

Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Doktorandin, M.Sc.
Porträt Sara Schäfer
E-Mail: 
Sara.Schaefer [at] h-brs.de

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wird Reinstwasser als Lösungsmittel oder Ausgangsprodukt für Pharmazeutika sowie zur Reinigung von Oberflächen bei der Herstellung von hochpräzisen Bauteilen in der Halbleiterfertigung eingesetzt. Die Überwachung der Wasserqualität ist dabei von größter Bedeutung. Doktorandin Sara Schäfer entwickelt ein universelles Messgerät zur Überwachung der Reinstwasserqualität. Dieses kombiniert zwei Standardmethoden der Oxidation. Die Oxidation erfolgt durch Ozonung in Kombination mit UV-Strahlung. Das wiederum führt zu einem erweiterten Oxidationsprozess und damit zu einer signifikanten Steigerung der Oxidationskraft im Vergleich zu herkömmlichen Systemen.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

Sarah Vermeeren

Wissenschaftliche Mitarbeiterin, M.Sc.
Doktorandin
Porträt Sarah Vermeeren
E-Mail: 
sarah.vermeeren [at] h-brs.de

Sarah Vermeeren entwickelt ein Verfahren zur Detektion von Kartoffelkrebs, der durch den Töpfchenpilz Synchytrium endobioticum (Schilb.) Perc. ausgelöst wird und zu den bedeutendsten Schaderregern an Kartoffeln zählt. Er besitzt in den EU-Staaten sogar Quarantänestatus, d.h. befallene Flächen sind über Jahre für den Kartoffelanbau gesperrt. Deshalb ist eine frühzeitige Detektion und Eindämmung des Kartoffelkrebses extrem wichtig. Sarah Vermeeren analysiert mit Hilfe der Thermodesorption-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TD-GC-MS) und der Protonen-Tranfer-Reaktion Time-of-Flight Massenspektrometrie (PTR-ToF-MS) die Volatile Organic Compound (VOC)-Profile von Kartoffelpflanzen, Kartoffeln und Resterden, mit dem Ziel anhand dieser zwischen gesundem und infizierten Zustand unterscheiden zu können.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

Johannes Warmer

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Doktorand
Zur Personenseite
E-Mail: 
johannes.warmer [at] h-brs.de

Doktorand Johannes Warmer beschäftigt sich in seiner Promotion mit der Entwicklung eines Sensorsystems für die Detektion von Triacetontriperoxid (TATP), einem hochbrisanten Sprengstoff der mehrfach von Terroristen für Anschläge eingesetzt wurde. In seiner Arbeit beschäftigt er sich vornehmlich mit sogenannten Metalloxid-Halbleitergassensoren, die sich bei geringen Anschaffungskosten durch eine sehr hohe Empfindlichkeit aber niedrige Selektivität auszeichnen. Um den Nachteil der mangelnden Selektivität auszugleichen, gilt es, die Sensorperformance durch die Auswahl geeigneter Materialien und Betriebsweisen des Sensors zu optimieren. Im Rahmen der Promotion wird hierbei von der Fertigung des eigentlichen Sensors über die Entwicklung geeigneter Signalverarbeitungsstrategien versucht durch die Kombination verschiedener spektroskopischer und elektrischer Mess-verfahren nicht nur die Einsatztauglichkeit eines solchen Sensorsystems zu realisieren, sondern auchdie zugrundeliegenden chemischen Oberflächenreaktionen zu formulieren. Ziel ist es, ein tieferes Verständnis für den eigentlichen sensorischen Mechanismus zu erlangen.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul