Institut für Sicherheitsforschung (ISF)
Aktuelle Promotionen
Matthias Muhr
Foschungsprojekt am Institut für Detektionstechnologien (IDT)
Rheinbach
Raum: G 114
Telefon: +49 2241 865 9892
Neu synthetisierte Chemikalien oder Produkte, von denen in Reinform oder als Gemisch eine Explosionsgefahr ausgeht, stellen ohne eine hinreichende Charakterisierung und Klassifizierung ein Sicherheitsrisiko dar. Klassisch werden solche Stoffe mit einer Vielzahl konventioneller Prüfmethoden charakterisiert, die den Umgang mit verhältnismäßig großen Probenmengen erfordern. Ziel des Promotionsvorhabens von Matthias Muhr ist es, durch die sensorische Überwachung dieser konventionellen Methoden einen Prüfapparat zu entwickeln, mit dem es möglich ist eine genauere Charakterisierung von derartigen Stoffen vornehmen zu können. Dabei sollen die Probenmengen deutlich reduziert werden, um das Sicherheitsrisiko beim Umgang deutlich zu senken.
Markus Rohde
Doktorand, Projekt Digital Fellowship International
Sankt Augustin
Raum: B027
Telefon: +49 2241 865 9827
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.
Rheinbach
Raum: G 111
Telefon: +49 2241 865 521
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
Rheinbach
Raum: K210 R
Telefon: + 49 2241 865 9835
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
Externe Promovierende
Rene Breuch
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 Goldnanopartikeln, geeigneten Methoden zur Probennahme und multivariater Statistik.
Betreuung: Prof. Dr. Peter-Michael Kaul
Lukas Pschyklenk
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-Michael Kaul
Johannes Warmer
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 befasst 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 Messverfahren nicht nur die Einsatztauglichkeit eines solchen Sensorsystems zu realisieren, sondern auch die zugrundeliegenden chemischen Oberflächenreaktionen zu formulieren. Ziel ist es, ein tieferes Verständnis für den eigentlichen sensorischen Mechanismus zu erlangen.
Betreuung: Prof. Dr. Peter-Michael Kaul