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Kleine Helfer für große Herausforderungen: Entwicklung, Bewertung und Anwendung von Halbleitergassensoren zur Detektion von energetischen Materialien

  • Im Rahmen der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit wurde das Potenzial der einfachen Halbleitergassensoren zum Einsatz in komplexen Fragestellungen erforscht. Ein im wahrsten Sinne des Wortes brandaktuelles Thema, das hier in den Fokus geraten ist, ist die Detektion explosionsfähiger Substanzen. 42547 – so hoch war die Anzahl der Terroranschläge im Zeitraum 2000 bis 2016, die unter Einsatz von energetischen Materialien begangen wurden. Bei mehr als der Hälfte waren Menschenopfer zu beklagen. Terrorismus ist eine Gefahr und neue explosionsfähige Stoffmischungen, deren Analysedaten in keiner Datenbank eines Detektors enthalten sind, bilden zurzeit ein enormes Bedrohungspotential - solche Gefahrstoffe sind mit etablierten bibliothekgestützten Verfahren schwer nachweisbar. In dieser Arbeit wurde ein bibliothekfrei arbeitender Detektor entwickelt, der schnell und verlässlich die Explosionsfähigkeit unbekannter Substanzen anhand der Auswertung ihrer Reaktionsverläufe bewerten konnte. Es wurde gezeigt, dass der Einsatz von Halbleitergassensoren in Kombination mit Photodioden und einem Drucksensor unter Voraussetzung der durchdachten Reaktionsführung und Anwendung von auf die Aufgabenstellung zugeschnittenen Auswertealgorithmen zielführend ist und eine extrem hohe Detektionsrate von 99,8% ermöglicht. Des Weiteren wurde ein einfacher Herstellungsweg für Halbleitergassensoren ausgehend von der vorhandenen Precursorbibliothek gefunden, der in Zukunft gezielte Manipulation der sensorischen Eigenschaften der Halbleitergassensoren durch Variieren des eingesetzten Precursors sowie der Sensorherstellungsparameter erlaubt. Die auf diesem Weg gefertigten Sensoren wurden in den entwickelten Detektor integriert und zeigten großes Potential neben bibliothekfreier Einschätzung der Explosionsfähigkeit einer unbekannten Substanz auch Aussagen über deren Identität treffen zu können.

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Metadaten
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Author:Kostyantin Konstantynovski
Pagenumber:xi, 194
URL:http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:38-79533
Referee:Sanjay Mathur, Gerhard Holl
Contributing Corporation:Universität zu Köln
Date of first publication:2018/01/26
Tag:Detektion von Explosivstoffen; MOX Gassensoren
Departments, institutes and facilities:Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften
Institut für Detektionstechnologien (IDT)
Graduierteninstitut
Dewey Decimal Classification (DDC):5 Naturwissenschaften und Mathematik / 54 Chemie / 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 66 Chemische Verfahrenstechnik / 662 Explosivstoffe, Brennstoffe und verwandte Produkte
Entry in this database:2018/03/02