Onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel (VUB) leverden een belangrijke bijdrage aan een Europese doorbraak in Raman-spectroscopie. De techniek richt een laser op materialen en analyseert het weerkaatste licht. Op die manier kan de chemische samenstelling van het materiaal bepaald worden. De technologie wint snel aan terrein in sectoren zoals fraudebestrijding, voedselveiligheid en duurzame productie. Dankzij het Europese CHARISMA-project, met de VUB als wetenschappelijke trekker, zijn er nu geharmoniseerde standaarden, richtlijnen en open tools die Raman-spectroscopie betrouwbaarder én breder inzetbaar maken.

Elk materiaal of product heeft een eigen chemische handtekening, maar helaas bleken de chemische handtekeningen in het verleden te verschillen van onderzoeksinstelling tot onderzoeksinstelling. Het Europees onderzoeksproject CHARISMA (Characterization and HARmonization for Industrial Standardisation of advanced MAterials) zorgde voor grote vooruitgangen op het gebied van harmonisatie en standaardisatie van Raman-spectroscopie. Het resultaat is een krachtige techniek voor materiaalanalyse.

Het project werd geleid door een consortium van Europese partners, met belangrijke bijdragen van de Materials Modelling Group (MMG) van professor Frederik Tielens, van de onderzoeksgroep Algemene Chemie (ALGC) aan de Vrije Universiteit Brussel. De MMG aan de VUB is een trekpaard in domein van simulatie en modelering van materialen. De methode bestaat in de chemie al decennia en is gegroeid tot een niet weg te denken methode in het huidige onderzoek.

“De expertise van onze groep op het gebied van materiaalsimulaties zorgde voor diepgaande inzichten in de spectroscopische eigenschappen van verschillende materialen, zoals het gedrag van nanomaterialen en hun interactie met licht”, zegt professor Ionut Tranca van MMG. “In het bijzonder konden we een unieke kwantum chemische methode op punt stellen om Raman spectra te berekenen in realistische omstandigheden", voegt Professor Frederik Tielens toe.

“Raman-spectroscopie wordt gebruikt om de chemische samenstelling en structuur van materialen te bestuderen. Het CHARISMA-project richtte zich op het verbeteren van de nauwkeurigheid, reproduceerbaarheid en interoperabiliteit van Raman-data voor industriële en wetenschappelijke toepassingen. Met partners uit heel Europa, waaronder universiteiten, onderzoeksinstellingen en industriële spelers, hebben we meerdere van onze doelstellingen bereikt”, zegt Fileto Rodriguez, die zijn doctoraatstudie uitvoerde in het kader van het project.

Concreet gaat het om drie belangrijke doelstellingen:

  • Harmonisatie en standaardisatie: de consortiumpartners ontwikkelden richtlijnen en protocollen om Raman-instrumenten te kalibreren en te harmoniseren, wat leidde tot de publicatie van twee CEN Workshop Agreements (CWA’s), die nu beschikbaar zijn als Europese standaarden.

  • Innovatieve software en databank: CHARISMA introduceerde open-source tools zoals de Ramanchada2-bibliotheek en een online Raman-databank die FAIR-principes volgt. Deze nieuwe tools ondersteunen gebruikers bij dataverwerking en analyses via lokale en cloudoplossingen.

  • Industriële toepassingen: het project demonstreerde de waarde van Raman-spectroscopie in praktijkvoorbeelden, zoals voedselverpakking met antimicrobiële eigenschappen en de ontwikkeling van milieuvriendelijke pigmenten voor polymeren.

“Dankzij CHARISMA kunnen we nu niet alleen betrouwbaardere data genereren, maar ook de industriële adoptie van Raman-spectroscopie versnellen. Het project benadrukt de kracht van Europese samenwerking in wetenschap en innovatie”, besluit professor Tielens.

Met de afronding van het project zijn er gesprekken gestart om de standaarden verder te ontwikkelen tot internationale ISO-normen, waardoor de impact van CHARISMA wereldwijd zal worden versterkt.

Meer informatie:

Contact:

Frederik Tielens: frederik.tielens@vub.be tel +32 2 629 33 11