Mini-Laser weist Luftschadstoffe mobil nach

Messgerät-Entwickler der EPFL in ihrem Labor.

Bild: Alain Herzog, epfl.ch

Mit einem im mittleren Infrarotbereich arbeitenden Lasermesssystem können Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) Schadstoffe in der Luft nachweisen. Das funktioniert auch mit verräterischen Molekülen in der Atemluft von Menschen. Das System ist weitaus kleiner als bisher genutzte, sodass es sich auch mobil einsetzen lässt. Es passt in einen kleinen Koffer. Entwickelt wurde es von Davide Grassani, Camille Brès und Eirini Tagkoudi, die an der EPFL im Bereich Optik forschen.

Zwei Komponenten

Das System besteht aus zwei Komponenten, einem Glasfaserlaser und einem miniaturisierten Spektrometer. Dieses identifiziert gasförmige Stoffe anhand des Spektrums, das sie bei Bestrahlung mit Laserlicht entwickeln. Als erstes haben die Wissenschaftler mit diesem Gerät Azetylen nachgewiesen, ein farbloses, leicht entzündliches Gas.

Die Wellenlänge des Laserstrahls lässt sich in einem gewissen Umfang ändern, um bestimmte Schadstoffe aufzuspüren. "Dieses Gerät setzt Maßstäbe bei der Effizienz", sagt Grassani. Es mache Schluss mit dem mühsamen präzisen Ausrichten der einzelnen Komponenten, weil es sich um ein vollkommen integriertes Messgerät handle. "Es ist das weltweit erste Gerät dieser Art", so Grassini.

Mini-Lichtwellenleiter

Das Gerät ebnet laut Brès den Weg für eine miniaturisierte Mittelinfrarot-Technologie. Der Laserstrahl, der in einer Diode erzeugt wird, schießt durch einen Lichtwellenleiter, der einen Durchmesser von einem Mikrometer hat und nur einen Millimeter lang ist. Er durchdringt die Probe und erzeugt ein für den jeweiligen Stoff charakteristisches Spektrum, das ein Bildsensor erfasst. Im Computer wird daraus die Identität des Gases ermittelt.

Laut den Schweizer Wissenschaftlern erfasst das innovative Kleingerät klimawirksame Gase wie Kohlendioxid, Lachgas und Methan. Ebenso werden Luftverunreinigungen durch Stickoxide identifizierbar. Dazu kommen Moleküle im Atem von Menschen, die Hinweise auf eventuelle Erkrankungen geben oder den Alkoholgehalt ermitteln.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens