• Die Durchführung der Untersuchungen erfolgt unter Berücksichtigung der notwendigen Messgenauigkeit minimalinvasiv, d.h. durch Entnahme möglichst geringer Probenmengen oder auch zerstörungsfrei

• Beratung und Koordinierung von Untersuchungsaufträgen in Zusammenarbeit mit spezialisierten Laboratorien und Forschungseinrichtungen

• Erstellen von Untersuchungsberichten und Publikationen

• Beratung zu Leistungsfähigkeit und Grenzen naturwissenschaftlicher Untersuchungen an Kuns- und Kulturgut

• Durchführung von Weiterbildungsveranstaltungen und Workshops

Die Trennung erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Verweilzeit verschiedener Stoffe zwischen zwei Phasen. Das Stoffgemisch wird dazu über eine kapillare bzw. Säule geführt. Diese ist auf der Innenseite beschichtet. Diese Beschichtung, die aus den unterschiedlichsten Materialien bestehen kann, nennt man stationäre Phase. Die mobile Phase (z.B. eine Flüssigkeit) bewegt sich an der stationären Phase vorbei. Hält sich ein Stoff bevorzugt in der Nähe der stationären Phase auf, wird er ein Stoff, der die mobile Phase bevorzugt. Letzterer wird die Säule eher verlassen als der Stoff nahe der stationären Phase. Dadurch kommt es zur Auftrennung des Stoffgemisches.

Es gibt eine Reihe unterschiedlicher chromatographischer Verfahren. Die wichtigsten sind die Gaschromatographie (GC) für gasförmige oder leicht flüchtige Stoffe und die Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) für flüssige Stoffe. In der Gaschromatographie finden u.a. spezielle Probeaufgabetechniken wie Thermodesorption, Pyrolyse oder Head-Space-Technik sowie unterschiedliche Detektoren bis hin zur Massenspektrometrie Verwendung.

Zur Untersuchung z.B. von Bindemitteln oder Klebern in Fälschungen keramischer Objekte können diese mit einem geeigneten Lösemittel aus einer Materialprobe herausgelöst (extrahiert) und anschließend mittels Chromatographie analysiert werden. Hier kommen neben klassischen UV-Detektoren auch elementspezifische Detektoren sowie Massenspektrometrie zum Einsatz.

Particle Induced X-ray Emission (PIXE)

Beim Eindringen des Protonenstrahls in das Material wird dieser abgebremst und ein Teil seiner Energie auf die die Elektronenhülle der Atome längs des Weges übertragen. Diese senden daraufhin Röntgenstrahlung aus, die das Material verlässt und mit Hilfe eines geeigneten Detektors nachgewiesen wird. Jedes chemische Element emittiert eine für spezifische charakteristische Röntgenstrahlung. Mit deren Hilfe kann das entsprechende Element und seine Konzentration bestimmt werden. Das Verfahren erlaubt die Bestimmung von mehren Elementen gleichzeitig mit Nachweisgrenzen ab 0,01 % Gewichtsanteil.

Particle Induced Gamma-ray Emission (PIGE)

Beim Eindringen des Protonenstrahls in das Material wird dieser abgebremst und ein Teil seiner Energie auf die Atomkerne der Atome längs des Weges übertragen. Die Atomkerne senden daraufhin Gammastrahlung aus, die das Material verlässt und mit Hilfe eines geeigneten Detektors nachgewiesen wird. Jedes chemische Element emittiert eine für spezifische charakteristische Röntgenstrahlung. Mit deren Hilfe können das entsprechende Element und seine Konzentration bestimmt werden. Das Verfahren erlaubt die Bestimmung der Konzentrationen vor allem leichter Elemente, z.B. in Glas für das Hauptelement Silicium und die möglichen leichten Begleiter Bor, Natrium, Magnesium und Aluminium. Die hohe Energie der Gammastrahlung ermöglicht das Durchdringen dickerer Materialschichten, z.B. bis unter korrodierte Oberflächen und gibt deshalb Informationen über die ursprüngliche Glaszusammensetzung.

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Beim Auftreffen des Protonenstrahls auf die Probe kann ein Teil der Protonen an der Oberfläche reflektiert (gestreut) werden. Werden von den Protonen auf der Oberfläche nur Elemente eines Atoms als atomare Monolage vorgefunden, so erhalten die gestreuten Ionen ein und dieselbe Rückstreuenergie. Ihre Intensität ist ein Maß für die Konzentration der getroffenen Atome. Werden nun auch tiefer liegende Atome getroffen, dann müssen die zurück gestreuten Ionen durch das darüber liegende Material hindurch an die Oberfläche und verlieren dabei Energie. Dieser Energieverlust ist ein Maß für die Tiefe, in der der Zusammenstoß stattgefunden hat. Die Rutherford Backscattering Spectrometry liefert also Informationen über die Konzentrationsverteilung der Elemente an der Oberfläche und in oberflächennahen dünnen Schichten.

Wo der einfache Intensitätskontrast nicht mehr ausreicht, um Einzelheiten zu erkennen, kann man auf verschiedene Tricks zurückgreifen, um sie doch „sichtbar“ zu machen: Polarisations-, Phasenkontrast-, Differenz-Interferenz-Kontrast-, Fluoreszenz-mikroskopie u.a..

Nachteil der Lichtmikroskopie ist die mit der Vergrößerung sehr schnell abnehmende Tiefenschärfe. Für raue Proben ist deshalb die Rasterelektronenmikroskopie mit ihrer sehr hohen Tiefenschärfe die Methode der Wahl.

In der Materialuntersuchung dient die Lichtmikroskopie der Untersuchung von Oberflächentopographie und Strukturen auf Oberflächen, von Pulvern, Partikeln und Materialfehlern sowie von Materialgefügen. Für die letztgenannte Anwendung werden polierte Schliffe des Materials angefertigt und mit dem LM untersucht und dabei die Bestandteile oder Phasen des Materials, die Korngrößen und Korngrenzen sichtbar gemacht. Zur Verbesserung der Darstellung bedient man sich einer Vielzahl von Ätz- und Färbetechniken.

Aus einem Röntgenbeugungsdiagramm kann somit die Art der untersuchten kristallinen Verbindung bestimmt werden. In Gemischen ist durch Kalibrierung der Beugungsintensitäten mit Hilfe von Vergleichsproben eine quantitative Bestimmung der einzelnen kristallinen Bestandteile möglich.

Zeitlichen Veränderungen sind auch die Oberflächen von Stein unterworfen. Es bilden sich eine Alterungsschicht und Versinterungen. Unter Licht- und Elektronenmikroskop sind derartige lang andauernd natürlich gewachsene Schichten gut von künstlich erzeugten zu unterscheiden. Bei der Untersuchung von verwitterten Oberflächen kommt außerdem die Infrarotspektroskopie zum Einsatz.