Neue Entwicklung vorerst aber nur zum Nachweis von TNT einsetzbar
Weinheim/Tel Aviv - Sensorchips sollen künftig Spürhunde bei der
Suche nach Explosivstoffen ersetzen. Der Chemiker Fernando Patolsky und sein
Team von der Universität Tel Aviv in Israel haben einen Chip entwickelt, der TNT
(Trinitrotoluol) und andere Sprengstoffe aufspürt, berichtet die Zeitschrift
"Angewandte Chemie" (Band 122, Nr. 38). Der Chip ist nach Angaben der Forscher Spürhunden sowie allen bisherigen
Nachweismethoden überlegen. Er solle nicht nur der Vereitelung von
Terroranschlägen dienen, sondern auch Kontaminationen auf ehemaligen
Militärgeländen anzeigen.
Das Problem beim Nachweis von Explosivstoffen wie TNT ist dem Bericht zufolge
ihre ausgesprochen geringe Flüchtigkeit. Für die Analyse von Luftproben gebe es
bisher meist nur teure und zeitraubende Methoden, sperrige Apparate und eine
mühselige Probenaufbereitung. Daher sei eine kostengünstige, miniaturisierbare
Methode für den Feldeinsatz gesucht worden, erklärte Patolsky.
Funktionsprinzip
Die Wissenschafter bauten ihren Sensor auf dem Prinzip eines
Nano-Feldeffekt-Transistors auf. Anders als ein stromgesteuerter klassischer
Transistor wird er durch ein elektrisches Feld geschaltet. Als Herzstück wählten
sie Nanodrähte aus dem Halbleitermaterial Silizium. Diese beschichteten sie mit
speziellen Siliziumverbindungen, die Aminogruppen tragen. An diesen binden
TNT-Moleküle an. Dabei werden Elektronen von den elektronenreichen Aminogruppen
auf das elektronenarme TNT übertragen. Diese veränderte Ladungsverteilung an der
Oberfläche der Nanodrähte moduliere das elektrische Feld und führe zu einer
abrupten Änderung der Leitfähigkeit der Nanodrähte, was sich leicht messen
lasse.
Sowohl flüssige als auch gasförmige Proben könnten so analysiert werden. Der
Sensor lasse sich durch Waschen schnell regenerieren. Bisher könne er aber nur
TNT nachweisen. Die Forscher arbeiten Patolsky zufolge jetzt an einem Chip mit
großen Nanosensor-Anordnungen, die ein ganzes Spektrum verschiedener
Explosivstoffe parallel aufspüren können. (APA)
