Nanosensor für exakten Nachweis von Sprengstoff

Materialwissenschaftler der TU Darmstadt und der Hochschule RheinMain haben einen Nano-Sprengstoffsensor entwickelt. Dieser kann geringste Spuren der hochexplosiven Chemikalie Pentaerythrityltetranitrat (PETN) nachweisen.

Terroristen hatten PETN bei mehreren Anschlagsversuchen auf Flugzeuge eingesetzt. Der Erfinder des Gerätes ist Mario Böhme. Er hat den Nano-Sensor im Rahmen seiner Dissertation entwickelt. Der Sensor kann ein einzelnes Sprengstoffmolekül unter zehn Mrd. Luftmolekülen erkennen.

„Nähert sich ein PETN-Molekül den Nanoröhren, bleiben die für Explosivstoffe charakteristischen Nitrogruppen des Moleküls an der Oberfläche der Röhren haften. Hierdurch kommt es zu einer Änderung der Leitfähigkeit, die mit elektronischen Messgeräten erfasst werden kann“, erklärt Böhme gegenüber pressetext.

Bisher konnte die Chemikalie PETN nur sehr aufwendig durch einen Wischtest und ein Ionenmobilitätsspektrometer nachgewiesen werden. Flughafenscanner und Sprengstoffhunde erkennen PETN kaum. Der Grund: PETN ist minimal flüchtig und gibt nur wenig Moleküle an die Umgebungsluft ab. Zugleich ist PETN hochexplosiv – bereits wenige Gramm reichen aus, um etwa einen Mittelklassewagen vollständig zu zerstören. Aufgrund dieser Eigenschaften wurde der Sprengstoff in jüngster Zeit häufig von Terroristen eingesetzt. PETN befand sich in den Paketbomben, mit denen Ende vergangenen Jahres Frachtflugzeuge zum Absturz gebracht werden sollten und wurde im Dezember 2009 auch vom sogenannten „Unterhosenbomber“ genutzt.

Einfaches Gerät mit großer Wirkung
Um PETN mit dem neuen Sensor zu erkennen, muss lediglich die Raumluft über den Sensor geleitet werden. „Vorstellbar wäre, die herkömmlichen Metalldetektoren und Röntgengeräte an den Flughafenkontrollen mit dem Sensor und einer Vorrichtung zum Ansaugen von Luft nachzurüsten“, sagt Böhme. Dadurch könnten alle Passagiere sowie ihr Gepäck diskret und ohne zusätzlichen Zeitaufwand kontrolliert werden. „Ebenso denkbar wäre ein tragbares Handgerät, das ähnlich wie ein Tischstaubsauger funktioniert und mit dem einzelne Personen kontrolliert werden können.“

Da die Sensoren sehr klein und außerdem kostengünstig herzustellen sind, kann Böhme sich auch vorstellen, dass der Sensor etwa bei großen Sportveranstaltungen oder in anderen sicherheitsrelevanten Bereichen zum Einsatz kommt. Böhme hat die Nanoröhren mittlerweile weltweit zum Patent angemeldet. „Marktreif ist es in keiner Weise“, sagt Böhme. Aktuell suchen er und seine Forscherkollegen nach Kooperationspartnern aus der Industrie. „Die Materialien können wir herstellen, wir brauchen nur finanzielle Unterstützung“, sagt er.