Sensor überwacht lästige Geruchsbildung

7. Mai 2003, 18:15
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Einsatz in Kläranlagen, auf Deponien, in der Tierzucht und in Industriebetrieben

Bonn - Forscher der Universität Bonn haben einen Sensor entwickelt, mit dem sich mögliche Geruchsquellen vollautomatisch rund um die Uhr überwachen lassen. Der hochempfindliche Chip erkennt einige Düfte bereits in Konzentrationen, die der Mensch noch gar nicht wahrnimmt. Einsatzmöglichkeiten sehen die Wissenschaftler überall dort, wo lästige Gerüche oder gefährliche Gase entstehen können wie etwa in Kläranlagen, auf Deponien, in der Tierzucht oder in Industriebetrieben.

Der unter der Leitung von Peter Boeker vom Bonner Institut für Landtechnik entwickelte Sensor hat gerade mal sechs Rezeptoren, die allerdings jeweils ein breites Spektrum von flüchtigen chemischen Verbindungen abdecken. Die Entwickler bezeichnen ihren Sensor daher auch nicht als "elektronische Nase", sondern als "chemisches Auge", wo es auch nur drei verschiedene Farbrezeptor-Typen gibt.

Goldplättchen für die Geruchswahrnehmung

Für die Geruchswahrnehmung sind sechs runde kreisförmig angeordnete Goldplättchen zuständig. Auf jedem dieser Rezeptoren klebt eine hauchdünne "Leimschicht", die "gaschromatographische Phase", an der die Geruchsmoleküle aus der Luft haften bleiben können. Die sechs verschiedenen "Leimsorten" haben unterschiedliche Vorlieben für Verbindungen, die sie binden und kurz darauf wieder loslassen.

"Chemisches Auge"

Die Rezeptoren werden so wieder frei. Die Goldplättchen werden durch kleine Quarze in Schwingung versetzt. Bleiben Gasmoleküle an den Plättchen kleben, werden sie ein wenig schwerer und damit träger. Ihre Resonanzfrequenz nimmt ab. "Diese Veränderung können wir messen", erklärt der Biophysiker, "und zwar so genau, dass jeder Rezeptor noch Mengen von einem Milliardstel Gramm registrieren kann." Die Empfindlichkeit des "chemischen Auges" kann zusätzlich durch einen Filter bzw. dessen schlagartige Erhitzung auf 250 Grad erhöht werden. "So erreichen wir eine 200- bis 300-fach stärkere Empfindlichkeit", sagte Boeker.

Derzeit stellt das "chemische Auge", das samt Elektronik die Größe einer EC-Karte besitzt, seine Fähigkeiten bei einem zweimonatigen Dauereinsatz in einer Münchner Papierfabrik unter Beweis. Weitere Firmen haben bereits Interesse bekundet. Das Gerät koste rund 15.000 Euro, dazu kommt allerdings noch der Arbeitsaufwand, es auf die jeweilige Aufgabe hin zu trainieren. (pte)

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