Mit Schmetterlingsflügeln gegen Chemiewaffen

16. August 2010, 12:38
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Flügelschuppen als Modell für kompakte Sensoren für Nachweis von Substanzen

Niskayuna - Die filigranen Flügel von Schmetterlingen dienen Forschern als Vorbild für hochempfindliche Chemie-Sensoren. Das Unternehmen bei General Electric (GE) hat eine bioinspirierte Sensorplattform entworfen, die den Nachweis chemischer Gefahrenstoffe schneller und genauer machen könne, als andere Systeme, wie Radislav Potyralio, Wissenschaftler bei GE Global Research. Möglich wird dies durch die spezielle Nanonstrukturen, wie sie auch der Insektenflügel aufweist.

Die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), der Forschungsarm des Pentagons, hat GE mit der Entwicklung militärischer Lösungen beauftragt. Sie sollen chemische Kampfstoffe und Sprengstoffe nachweisen. Im zivilen Bereich könnten Schmetterlings-Sensoren dem Unternehmen zufolge beispielsweise Abgase oder die Wasserqualität überwachen.

Dass Schmetterlingsflügel sehr berührungsempfindlich sind, ist allgemein bekannt. Doch vor drei Jahren haben GE-Forscher entdeckt, dass die Nanostrukturen der Flügelschuppen auch sehr empfindliche Chemiesensoren abgeben. Denn die Strukturen reagieren sehr stark auf verschiedene Gase, sodass sich das Schillern der Flügel verändert. Dieses Prinzip dient als Vorbild für die Entwicklung entsprechend präziser technischer Lösungen. Ein Sensor wird dabei speziell auf den Nachweis bestimmter Substanzen zugeschnitten.

Kompakte Sensoren für den zivilen Einsatz

Die DARPA investiert 6,3 Millionen Dollar in die Entwicklung von Systemen für den militärischen Gebrauch. Potyralio zufolge können sehr kompakte Sensoren relativ günstig gebaut werden, was die Technologie auch für viele zivile Anwendungen interessant macht. Das Unternehmen verweist unter anderem auf Abgasmessungen in Fabriken, den Einsatz im Bereich Lebensmittelsicherheit sowie die Möglichkeit der Krankheitsdiagnose durch eine Atemluftanalyse.

Schmetterlinge sind ein beliebtes Vorbild für bioinspiriertes Technologiedesign. Das Flügelschillern ist beispielsweise Modell für Nanostrukturen, mit denen Forscher an der britischen Universität Cambridge Geld fälschungssicher machen wollen. Das farbenfrohe Schillern von Schmetterlingsflügeln ist auch Grundlage für eine Displaytechnologie, mit der in Zukunft einige videofähige Farb-Ebook-Reader arbeiten sollen. (red/pte)

 

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    Der Blaue Morphofalter (Morpho peleides): Seine Flügel dienen als Vorbild für empfindliche und kompakte Sensoren.

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