Detektor findet Sprengstoff nach Motten-Art
Neues System verbessert Erkennung um Faktor 1.000
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Nanoröhrchen: Größere Oberfläche steigert Sensibilität (Foto: Fabien Schnell) |
Saint-Louis/Strasbourg (pte022/01.06.2012/13:55) Forscher des Deutsch-Französischen Forschungsinstituts des CNRS http://cnrs.fr und der Université de Strasbourg http://unistras.fr arbeiten an einem Sprengstoffdetektor mit enorm hoher Empfindlichkeit. Dieser verbessert die Leistungsfähigkeit aktueller Systeme und den Faktor 1.000 und nimmt sich die Kleidermotte zum Vorbild. Die Wissenschaftler haben ihren Fortschritt nun im Journal Angewandte Chemie publiziert.
Erster Nachweis geglückt
Konkret geht es um die Identifikation von Molekülen des Stoffes Trinitrotoluen, auch bekannt unter dem Kürzel TNT. Detektoren, wie sie heute im Einsatz sind, weisen eine Empfindlichkeit von einem Teilchen pro Mrd. Teilchen (ppb) auf, was für die Sicherung auf Flughäfen zu wenig sein kann.
Die Entwicklung aus dem CNRS erhöht die Sensibilität dramatisch, nämlich auf 800 ppq, was 800 Molekülen unter einer Brd. Molekülen entspricht, einer Steigerung um etwa das Tausendfache. Damit liegt das Gerät auf Nasenhöhe mit ausgebildeten Spürhunden. Der Nachweis ist unter kontrollierten Bedingungen bereits geglückt.
Große Oberfläche steigert Empfindlichkeit
Als natürliches Idol dient dabei die Motte. Die Antennen der Insekten bestehen aus etwa einen Millimeter großen Strängen, die unmittelbar an das sensorische Nervensystem angeschlossen sind. Damit können die Tiere selbst geringste Konzentrationen der Lockstoffe potenzieller Partner erfassen. Diese Struktur wollten die Forscher imitieren.
Ihr Detektor besteht aus einem winzigen Silizium-Balken mit einer Größe von etwa 200 mal 30 Mikron. Auf diesem sind eine halbe Mio. vertikal angeordneter Nanoröhrchen aus Titandioxid angebracht, die die Oberfläche der Konstruktion und somit die Chance auf das Einfangen einzelner Moleküle vergrößern.
Nun möchte man die Erfindung anpassen, um sie auch zum Nachweis anderer Substanzen einsetzen zu können. Darunter fallen andere Sprengstoffe als auch verschiedene, organischer Schadstoffe sowie diverse Drogen, die niedrige Flüchtigkeit aufweisen.
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