Umweltlabor an Bord einer Drohne entwickelt
Schadstoffkonzentration wird in Echtzeit ermittelt - 50-Dollar-Bausatz zudem sehr kostengünstig
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Fliegendes Schadstofflabor bei der Arbeit im Freien (Bild: pubs.acs.org) |
Uberlandia/Goiânia (pte001/18.09.2023/06:00)
Mit einer Drohne, die ein Labor zur Analyse von Schadstoffen an Bord hat, wollen Forscher der Bundesuniversität Uberlandia und der Universidade Federal de Goiás ihren Beitrag zur Luftreinhaltung leisten. Das kleine Fluggerät wird in Regionen geschickt, die im Verdacht stehen, die Umwelt zu belasten. Es nimmt Luftproben und ermittelt noch während des Fluges die darin enthaltenen Schadstoffe. Bisher werden diese erst nach der Rückkehr der Drohne im Labor analysiert. Die neue Methode spart Zeit und die Lokalisierung von Emittenten vereinfacht sich. Die Daten werden direkt an ein Smartphone übermittelt.
Fluoreszenz als Gradmesser
Das 3D-gedruckte Gerät, das derzeit für den Nachweis von Schwefelwasserstoffgas ausgelegt ist, nutzt eine chemische Reaktion, bei der ein grün leuchtender Farbstoff, der als Fluorescein-Quecksilberacetat bekannt ist, weniger hell leuchtet, wenn er dem Gas ausgesetzt ist. Eine integrierte blaue LED verstärkt diese Reaktion, sodass ein integrierter Lichtsensor die Abnahme der Fluoreszenzintensität präzise misst. Je größer der Rückgang, desto höher ist die Konzentration von Schwefelwasserstoffgas in der Umgebung. Die Daten werden in Echtzeit ermittelt.
Die Forscher, an ihrer Spitze João Flávio da Silveira Petruci, Professor für Analytische Chemie in Uberlandia, haben das fliegende Labor in einer Kläranlage getestet, nachdem sie es unter einem kommerziellen Quadrocopter befestigt hatten. Sie ermittelten die Konzentration an Schwefelwasserstoffgas in Bodennähe und dann in Höhen von 30 und 65 Metern. Die Werte erfassten sie dreimal täglich und überprüften sie mit etablierten Messmethoden. Die Daten erwiesen sich als korrekt. Die Forscher stellen ihr fliegendes Labor in der Fachzeitschrift "analytical chemistry" vor.
Labor 2.0 kostet nur 50 Dollar
Bisher werden Schadstoffe meist von Sensoren in Bodennähe gemessen. Damit lässt sich nur die Existenz ermitteln, nicht jedoch die Herkunft. Das neue Flug-Labor wiegt nur 300 Gramm und kostet etwa 50 Dollar in der Herstellung. Jetzt wollen die brasilianischen Wissenschaftler weitere Labore entwickeln, die andere Schadstoffe ermitteln können.
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