BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Mehr Licht: BAM zertifiziert die weltweit ersten Referenzmaterialien für die Bestimmung der Fluoreszenzquantenausbeute
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Berlin, 31.03.2021. Fluoreszierende Materialien kommen heute in vielen Bereichen zum Einsatz: auf den Sicherheitscodes von Geldscheinen, in Plasmabildschirmen oder in der medizinischen Diagnostik. Entscheidend dabei ist, dass die Materialien über einen langen Zeitraum intensiv leuchten. Zur Bewertung dieser Eigenschaft benötigen Unternehmen zuverlässig charakterisierte Referenzmaterialien. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) bietet jetzt als erstes Institut weltweit solche Substanzen an. Mit ihnen wird es in Zukunft besser möglich sein, leuchtende Materialien zu vergleichen und die dazu erforderlichen optischen Messgeräte zu validieren. Die Referenzmaterialien sind ab sofort im Webshop der BAM erhältlich.
Das Leuchten, der Effekt der sogenannten Fluoreszenz, entsteht immer dann, wenn Substanzen, die von einer Lichtquelle angestrahlt werden, einen Teil der Photonen absorbieren und sie kurz darauf mit geringerer Energie wieder abgeben. Das ist der Grund, warum etwa Sicherheitsstreifen auf Warnwesten im Dunkeln leuchten. Zahlreiche Substanzen können auf diese Weise zum Fluoreszieren gebracht werden: organische Farbstoffe wie z. B. Indocyaningrün, Metallkomplexe, beladene nanometergroße Polymerpartikel oder auch Halbleiter-Nanokristalle.
Diese leuchtenden Materialien erfüllen heute viele wichtige Aufgaben, etwa in der medizinischen Diagnostik: Als Kontrastmittel ermöglichen sie es, Erkrankungen des Augenhintergrunds rechtzeitig zu erkennen. Bei einer Operation erlauben sie es, Tumorgewebe von gesunden Arealen zu unterscheiden. Beim automatisierten Auslesen von PCR-Tests, der z. B. für den Nachweis von SARS-CoV-2 genutzt wird, lässt sich mit ihrer Hilfe die Höhe der Virenlast bestimmen.
Fluoreszierende Substanzen sind auch in vielen Displays, in Autoscheinwerfen oder in Photovoltaikanlagen enthalten. Für die herstellenden Unternehmen ist es wichtig, intensiv und beständig leuchtende Substanzen im geeignetem Wellenlängenbereich einzusetzen. Bei der Auswahl derartiger Materialien hilft es ihnen u. a., deren „Fluoreszenzquantenausbeute“ genau zu kennen: Damit bezeichnen Wissenschaftler*innen das Verhältnis zwischen der Anzahl der emittierten und der absorbierten Photonen.
Zur genauen Bestimmung der Fluoreszenzquantenausbeute benötigt man gut charakterisierte Vergleichsmaterialien. Schon 2014 forderte daher die International Electrotechnical Commission (IEC), eine weltweit tätige Normungsorganisation für das Gebiet der Elektrotechnik und Elektronik, entsprechende Referenzmaterialien zu entwickeln für zuverlässige Messverfahren zur Ermittlung dieser Schlüsselgröße.
„Wir waren aufgrund unserer langjährigen Expertise für diese Aufgabe prädestiniert“, so Dr. Jutta Pauli, die seit vielen Jahren an der BAM auf diesem Gebiet arbeitet. „Die BAM besitzt dazu selbst entwickelte und rückführbar kalibrierte Messaufbauten, die international ein Alleinstellungsmerkmal sind, und hat umfangreiche Erfahrungen in der Entwicklung von Fluoreszenzstandards und der Durchführung von Fluoreszenzquantenausbeutemessungen.
Unter der Leitung von Jutta Pauli, unterstützt von ihrer Kollegin Dr. Ute Resch-Genger, setzte es sich ein interdisziplinäres Team der BAM zum Ziel, Referenzsubstanzen für das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts zu entwickeln und zu zertifizieren. Eine Herausforderung dabei war es, die Quantenausbeute der ausgewählten Substanzen sehr exakt zu bestimmen. Das erforderte u.a. besonders ausgefeilte Kalibrierprozeduren der verwendeten Messeinrichtungen.
Jetzt liegen zwölf zertifizierte Referenzmaterialien vor. Sie werden es zahlreichen Unternehmen weltweit in Zukunft erlauben, neue fluoreszierende Materialien und ihre Messtechnik zuverlässig und vergleichbar zu charakterisieren. Die neuen Referenzmaterialien sind ab sofort im Webshop der BAM erhältlich.
Kontakt: Referat Kommunikation, Marketing Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) T: + 49 30 8104-1013 presse@bam.de www.bam.de _________________________________________________ 150 Jahre BAM – Wissenschaft mit Wirkung. Feiern Sie mit uns: www.150.bam.de Unser Auftrag: Sicherheit in Technik und Chemie. Weitere Informationen unter www.bam.de Abonnieren Sie unseren Newsletter: www.150.bam.de/newsletter Folgen Sie uns auf Twitter: twitter.com/BAMResearch
Über die BAM Die BAM gewährleistet Sicherheit in Technik und Chemie. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ist eine Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Die BAM forscht, prüft und berät zum Schutz von Mensch, Umwelt und Sachgütern. Im Fokus aller Tätigkeiten in der Materialwissenschaft, der Werkstofftechnik und der Chemie steht dabei die technische Sicherheit von Produkten und Prozessen. Dazu werden Substanzen, Werkstoffe, Bauteile, Komponenten und Anlagen sowie natürliche und technische Systeme von volkswirtschaftlicher Dimension und gesellschaftlicher Relevanz erforscht und auf sicheren Umgang oder Betrieb geprüft und bewertet. Die BAM entwickelt und validiert Analyseverfahren und Bewertungsmethoden, Modelle und erforderliche Standards und erbringt wissenschaftsbasierte Dienstleistungen für die deutsche Wirtschaft im europäischen und internationalen Rahmen.
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