Charakterisierungstechniken

Charakterisierungstechniken sind Methoden zur Bestimmung von Eigenschaften, Zusammensetzung, Struktur und Funktion eines Materials, einer Substanz oder eines Systems. Sie dienen der Beschreibung, dem Verständnis und dem Vergleich von Proben in Wissenschaft und Technologie. Die Techniken umfassen instrumentelle Messverfahren, analytische Verfahren und bildgebende Methoden sowie deren destruktive und nicht-destruktive Anwendungen.

Je nach Fragestellung lassen sich Techniken grob in qualitative versus quantitative Ansätze einteilen, ebenso wie in destructive versus non-destructive Verfahren. Die Wahl hängt von Probenbeschaffenheit, erforderlicher Information, Empfindlichkeit, Kosten und Verfügbarkeit der Instrumente ab. Die Ergebnisse stehen oft im Zusammenhang mit Probenvorbereitung, Kalibrierung, Standardisierung und Unsicherheiten.

Zu den verbreiteten Gruppen gehören Spektroskopie (NMR, IR- und UV-Vis-Spektroskopie, Raman), Chromatographie (Gaschromatographie, Flüssigkeitschromatographie) mit Massenspektrometrie, Massenspektrometrie allein, Röntgen- und Elektronenmikroskopie (XRD, XRF, SEM-EDS, TEM), Mikroskopie (Optische Mikroskopie, Konfokalmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie), Thermische Analyse (DSC, TGA) sowie Oberflächen- und Strukturanalysen (BET, Kontaktwinkel, Härteprüfungen).

Die gewonnenen Daten werden durch Referenzmaterialien, Validierung und reproduzierbare Messungen abgesichert; Berichte berücksichtigen Auflösung, Signifikanz und Fehlerquellen. Normen (z. B. ISO, DIN) können bei Dokumentation und Vergleich herangezogen werden.

Anwendungsbereiche umfassen Materialwissenschaft, Chemie, Biologie, Geologie, Pharmazie, Medizin und Archäologie; typische Ziele sind Bestimmung der Reinheit, Zusammensetzung, Struktur, Morphologie, Dynamik und Funktion von Proben.