Sensor schlägt bei Giften und Sprengstoffen Alarm

Nanowerkstoffe aus dem Tan-Labor unter dem Elektronenmikroskop. Bild: ox.ac.uk

Ein neuer Sensor soll Terroranschläge verhindern, Umweltfrevel aufdecken, verdorbene Lebensmittel erkennen und Krankheiten diagnostizieren. Die Entwickler der University of Oxford setzen hierbei sogenannte Metal Organic Frameworks (MOF) ein. Das sind Kristalle mit Knotenpunkten aus Metall, die durch organische Materialien miteinander verbunden sind. Die Sensoren reagieren auf unterschiedliche Chemikalien mit der Aussendung von deutlich sichtbarem Licht.

Keine Chance für Kohlenmonoxid

MOFs saugen wie ein Schwamm eine Reihe von Gasen und Flüssigkeiten auf. Auf jedes Material reagieren sie durch gut sichtbare unterschiedliche Verfärbungen. Sie können beispielsweise ähnlich wie Hunde und Ganzkörpersensoren auf Flughäfen geringe Konzentrationen von Sprengstoff anzeigen. Sie können ebenso Giftstoffe in der Luft, etwa das geruchlose und deshalb oft tödliche Kohlenmonoxid detektieren. Sie lassen sich auch so einstellen, dass sie Gerüche erkennen, die auf beginnendes Verderben von Lebensmitteln hindeuten. Und letztlich lassen sie sich auch zur Diagnostik nutzen, etwa zur Atem-Analyse.

Professor Jin-Chong Tan schwärmt von MOFs: "Das neue Material hat bemerkenswerte chemische und physikalische Eigenschaften, die zahlreiche unkonventionelle Anwendungen ermöglichen." Mit fortschreitender Erforschung ließen sich MOFs zur Herstellung weiterer intelligenter Sensoren und multifunktionaler Geräten nutzen.

Patent zusammen mit Samsung

Dass Team um Tan hat bereits begonnen, die Entwicklung öffentlich zugänglich zu machen. Gemeinsam mit dem Elektronikkonzern Samsung hat die Universität ein Patent darauf erhalten. In den kommenden Monaten wollen die Forscher zusammen Anwendungen im Gesundheitswesen suchen. Im Mittelpunkt stehen Atemanalysegeräte, die Diabetes erkennen. Die Europäische Union hat den Wissenschaftlern 2,4 Mio. Euro für die Weiterentwicklung von Sensoren auf MOF-Basis bewilligt.

Tans Doktorand Abhijeet Chaudhari hat den ersten Schritt getan. Er hat eine unkonventionelle Technik zur Herstellung zweidimensionaler MOFs entwickelt, die nur ein Kristall dick sind, was vergleichbar mit dem Kohlenstoffmaterial Graphen ist. Das ist allerdings nur eine Atomlage dick. Das, so Tan, könne das Anwendungsspektrum von MOFs noch erheblich ausweiten.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens