Quarzmikrowaagen Quarzmikrowaagen als nimmermüder Drogen-Spürhund

Basierend auf Quarzmikrowaagen wollen Bonner Wissenschaftler einen elektronischen Drogenspürhund entwickeln, der kaum größer als ein Chihuahua ist.

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Rheinische Friedrich- Wilhelms-Universität Bonn Medizin.Fakultät

Bonn, Wachtberg – Einen nimmermüden elektronischen Drogen-Spürhund wollen Wissenschaftler der Universität Bonn und der Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften (FGAN) konstruieren. Mit neuen Minisensoren möchten die Forscher auch Spreng- und andere Gefahrstoffe aufspüren.

Quarzmikrowaagen bilden das Herzstück des Spürhundes

Kern der geplanten Sensoren sind Quarzmikrowaagen. Diese Waagen bestehen aus einem kleinen Goldplättchen, das mit einer hauchdünnen Leimschicht benetzt ist. An dieser Schicht bleiben kleine Mengen der Droge oder des Sprengstoffs haften, wodurch das Goldplättchen schwerer wird. Die Gewichtsveränderung lässt sich messen. Dazu versetzen die Forscher das Goldplättchen mit einem kleinen Quarz in Schwingung. Nach Aussage der Forscher klappt das am besten bei der Resonanzfrequenz des Plättchens. Bleiben Moleküle daran kleben, wird es durch das höhere Gewicht ein wenig träger: Seine Resonanzfrequenz nimmt ab.

Die große Herausforderung im aktuellen Gemeinschaftsprojekt besteht einerseits in der chemischen Beschichtung der Quarzmikrowaagen. Der Leim soll möglichst so spezifisch sein, dass er nur die gewünschten Moleküle festhält. Drei Forschungsgruppen aus dem Bonner Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie übernehmen die Entwicklung geeigneter Leime. Da unter realen Bedingungen sehr viele unterschiedliche Substanzen in unserer Umgebungsluft sind, wollen die Forscher zudem mehrere Quarzmikrowaagen zusammen schalten. Die Werkstätten der chemischen Institute in Bonn-Endenich entwerfen die nötige aufwändige Elektronik. Die Bonner Informatiker sowie die Forscher der FGAN arbeiten dagegen an Algorithmen, um die Sensordaten automatisch auszuwerten und zu interpretieren. Eine besondere Herausforderung ist die Verknüpfung von Informationen aus mehreren Sensoren. Das Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie NRW fördert den Forschungsverbund Enquete in den kommenden vier Jahren mit rund zwei Millionen Euro.

Bestehende Prototypen

Ein Prototyp einer elektronischen Nase existiert bereits. Sie spricht auf kleinste Mengen von Triaceton-Triperoxid (TATP) an, einer Substanz, die in Terroristenkreisen momentan Konjunktur hat. Sie ist fast so explosiv wie TNT und lässt sich aus haushaltsüblichen Chemikalien herstellen. TATP kam beispielsweise 2005 bei dem Anschlag in London zum Einsatz.

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