Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanotech-Hundenase erschnüffelt Sprengstoff

22.11.2012
Hochempfindlich und praktischer als herkömmliche elektronische Nasen

Forscher an der University of California, Santa Barbara (UCSB) haben einen Detektor entwickelt, das Sprengstoffe und andere Substanzen besonders effizient erschnüffelt.


Konzeptskizze: das Bombenschnüffel-Gerät
Foto: ucsb.edu

Dazu setzt das Gerät Mikrofluidik und eine spezielle Form der Spektroskopie, was große Vorteile bringt. "Es muss nicht wie klassische elektronische Nasen 'trainiert' werden", erklärt UCSB-Chemieprofessor Martin Moskovits gegenüber pressetext. Außerdem ist die Entwicklung extrem empfindlich und kann es als Bombenschnüffler mit dem großen Vorbild Spürhund aufnehmen.

Empfindlich wie der Goldstandard

Spürhunde kommen beispielsweise auf Flughäfen zum Einsatz, um illegale und gefährliche Substanzen wie eben Bomben zu suchen. Das hat einen guten Grund. "Hunde sind immer noch der Goldstandard für Geruchserkennung von Sprengstoffen", erklärt Carl Meinhart, Professor für Maschinenbau an der UCSB. Doch das neue Gerät ist den Forschen zufolge zumindest ebenso empfindlich wie die Hundenase und kann bestimmte Substanzen sogar dann nachweisen, wenn sie in einer Konzentration von einem Teilchen pro Milliarde und sogar noch weniger vorkommen.

In einer aktuellen Arbeit konnten die Forscher beispielsweise zeigen, dass ihr Gerät das wichtigste von TNT-basierten Sprengstoffen abgegebene Aerosol in geringer Konzentration nachweisen kann. Das ist aber nur eine von vielen Substanzen, die mit der Technologie erschnüffelbar sind, und das Prinzip ist vielseitig einsetzbar. "Potenzielle Anwendungen umfassen die Diagnose bestimmter Krankheiten oder das Aufspüren von Rauschgiften, um nur einige zu nennen", so Meinhart.

Biologisches Bauprinzip

Das Bauprinzip des Geräts selbst ist vom Aufbau des Geruchssinns von Hunden inspiriert, wo Schleimhäute die Konzentration von Molekülen aus der Luft steigern. Diese Aufgabe übernimmt ein mikrofluidischer Kanal, der für eine Verdichtung von Substanzen um bis zu sechs Größenordnungen sorgt. Die Moleküle interagieren dann mit Nanopartikeln, sodass die folgende oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie gut messbare Signaturen bekommt. Diese spektralen Signaturen werden mit einer Vergleichsdatenbank im Computer abgeglichen, um die eingefangenen Moleküle und somit leicht etwaige Gefahrenstoffe zu identifizieren.

Eben das ist ein Vorteil gegenüber traditionellen elektronischen Nasen, so Moskovits, die mit gespeicherten Mustern arbeiten. "So ein Gerät muss erst trainiert werden, um ein Muster zu erkennen und mit einem bestimmten Molekül in Verbindung zu bringen, genau wie ein Mensch, der zumindest einmal zuvor eine Rose gerochen haben muss", erklärt der Chemiker. Dementsprechend groß schätzen die Forscher das Potenzial der Entwicklung ein, die über das 2008 gegründete Unternehmen SpectraFluidics http://www.spectrafluidics.com vermarktet wird.

Video-Präsentation zum Gerät: http://vimeo.com/53900492

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.ucsb.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neues Testverfahren für Photovoltaikwafer als DIN SPEC
26.06.2017 | Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig

nachricht Ausweg aus dem Chrom-Verbot
30.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie