Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017

TUHH-Forscher erreichen Meilenstein zur Miniaturisierung optischer Gassensoren. Wissenschaftler der Technischen Universität Hamburg (TUHH), der ITMO Universität Sankt Petersburg und des Helmholtz-Zentrums Geesthacht entwickelten in Kooperation mit der Universität York ein neues Konzept, um die Wegstrecken optischer Signale, die auf einem Silizium-Chip geführt werden, drastisch zu vergrößern. Sogenannte 2D-integrierende Zellen ermöglichen es, Strecken von mehreren Zentimetern auf einer Fläche von wenigen Quadratmillimetern zu realisieren. Damit wird nun in einem integrierten 2-dimensionalen optischen Chip das erreicht, was vorher nur in einem makroskopischen Volumen möglich war.

„Dieses Konzept stellt einen Meilenstein in Richtung miniaturisierter Gassensoren dar, die zukünftig kostengünstig beispielsweise in Mobiltelefone eingebaut werden könnten, um ihre Besitzer jederzeit vor gefährlichen Gasen zu warnen“, sagt Professor Manfred Eich, Leiter des TUHH-Instituts für Optische und Elektronische Materialien.


s. Pressetext

Eich/TUHH

Denn: Jahr für Jahr sterben in Deutschland mehrere hundert Menschen durch die toxische Wirkung von Kohlenstoffmonoxid (CO), einem Gas, das bei Verbrennungsprozessen entsteht und sich etwa bei einem Heizungsleck in Wohnräumen ausbreiten kann. Fatal dabei ist, dass dieses Gas farb- und geruchsneutral ist, sodass es in vielen Fällen erst bemerkt wird, wenn es bereits gesundheitliche Auswirkungen hat.

Darüber hinaus treten auch in der Erdatmosphäre Gase auf, die in geringen Konzentrationen zwar ungiftig für den Menschen sind, bei erhöhten Aufkommen das Wohlbefinden indes deutlich einschränken.

In geschlossenen Räumen mit mehreren Menschen kann die Kohlenstoffdioxid-Konzentration innerhalb von Minuten auf ein Vielfaches der Atmosphäre-Konzentration ansteigen und eine deutliche Konzentrationsminderung, Kopfschmerzen und Schwindel bewirken. Um dem entgegenzuwirken, ist rechtzeitiges und regelmäßiges Lüften bereits ausreichend. Gassensoren können dem Risiko von erhöhten Gaskonzentrationen vorbeugen.

„Diese Sensoren sollten klein und kostengünstig sein, um uns im Alltag ständig begleiten und gegebenenfalls vor ansteigenden Gaskonzentrationen unmittelbar warnen zu können“, sagt Professor Eich. Tatsächlich sind kommerziell verfügbare optische Gassensoren derzeit aber noch groß und unhandlich, sodass sie in der Regel fest installiert und nicht transportfähig sind.

„Mit miniaturisierten optischer Gassensoren könnten künftig etwa Smartphones ausgestattet werden, die die Qualität der Atemluft für ihre Nutzer in Räumen und in Fahrzeugen in Echtzeit überwachen können.“

Nähere Informationen in einer Veröffentlichung der Arbeit in „APL Photonics“, der auf Photonik spezialisierten internationalen Fachzeitschrift des American Institute of Physics (AIP): http://dx.doi.org/10.1063/1.5001486

Bildunterschriften:
Links: Schematische Darstellung einer 2D-integrierenden Zelle mit hexagonal angeordneten Reflektoren. Zwei Wellenleiter dienen dazu, ein optisches Signal in die Zelle einzufügen bzw. aus ihr zu extrahieren. In rot ist ein Beispielpfad eines optischen Signals dargestellt, das vielfach an den Spiegeln reflektiert wird und dessen Weglänge dadurch enorm verlängert wird.
Mitte: Elektronenmikroskopische Aufnahme der photonischen Kristall-Spiegel mit (oben) und ohne (unten) Zugangswellenleiter. Der Maßstabsbalken kennzeich-net eine Strecke von 5 µm.
Rechts: Elektronenmikroskopische Aufnahme eines optimierten photonischen Kristall-Spiegels. Der Balken zeigt eine Länge von 2 µm. Die kleinsten Löcher haben einen Durchmesser von nur 120 nm. Dies entspricht etwa dem Tausends-tel des Durchmessers eines menschlichen Haares. Mittels solcher Reflektoren, die mehr als zu 99 Prozent reflektieren, konnten Wegstrecken von 25 cm auf einer Fläche mit 10 mm2 realisiert werden.

Pressekontakt
Jasmine Ait-Djoudi
Pressesprecherin
Technische Universität Hamburg (TUHH)
Am Schwarzenberg-Campus 1
21073 Hamburg
Tel + 49 40 428 78 3458
Fax + 49 40 428 78 2366
Mobil: 0172 7 814 254
E-Mail: jasmine.ait-djoudi@tuhh.de
www.tuhh.de


Rüdiger Bendlin | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Frühwarnsystem Gase Gassensoren Kopfschmerzen Mobiltelefone Sensoren Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Fraunhofer IZM setzt das E-Auto auf die Überholspur
11.10.2019 | Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

nachricht TU Ilmenau nimmt deutschlandweit einzigartigen Echtzeit-Simulator für Energiesysteme in Betrieb
10.10.2019 | Technische Universität Ilmenau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Neuer Werkstoff für den Bootsbau

Um die Entwicklung eines Leichtbaukonzepts für Sportboote und Yachten geht es in einem Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Mittelhessen. Prof. Dr. Stephan Marzi vom Gießener Institut für Mechanik und Materialforschung arbeitet dabei mit dem Bootsbauer Krake Catamarane aus dem thüringischen Apolda zusammen. Internationale Kooperationspartner sind Prof. Anders Biel von der schwedischen Universität Karlstad und die Firma Lamera aus Göteborg. Den Projektbeitrag der THM fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand mit 190.000 Euro.

Im modernen Bootsbau verwenden die Hersteller als Grundmaterial vorwiegend Duroplasten wie zum Beispiel glasfaserverstärkten Kunststoff. Das Material ist...

Im Focus: Novel Material for Shipbuilding

A new research project at the TH Mittelhessen focusses on the development of a novel light weight design concept for leisure boats and yachts. Professor Stephan Marzi from the THM Institute of Mechanics and Materials collaborates with Krake Catamarane, which is a shipyard located in Apolda, Thuringia.

The project is set up in an international cooperation with Professor Anders Biel from Karlstad University in Sweden and the Swedish company Lamera from...

Im Focus: Controlling superconducting regions within an exotic metal

Superconductivity has fascinated scientists for many years since it offers the potential to revolutionize current technologies. Materials only become superconductors - meaning that electrons can travel in them with no resistance - at very low temperatures. These days, this unique zero resistance superconductivity is commonly found in a number of technologies, such as magnetic resonance imaging (MRI).

Future technologies, however, will harness the total synchrony of electronic behavior in superconductors - a property called the phase. There is currently a...

Im Focus: Ultraschneller Blick in die Photochemie der Atmosphäre

Physiker des Labors für Attosekundenphysik haben erkundet, was mit Molekülen an den Oberflächen von nanoskopischen Aerosolen passiert, wenn sie unter Lichteinfluss geraten.

Kleinste Phänomene im Nanokosmos bestimmen unser Leben. Vieles, was wir in der Natur beobachten, beginnt als elementare Reaktion von Atomen oder Molekülen auf...

Im Focus: Wie entstehen die stärksten Magnete des Universums?

Wie kommt es, dass manche Neutronensterne zu den stärksten Magneten im Universum werden? Eine mögliche Antwort auf die Frage nach der Entstehung dieser sogenannten Magnetare hat ein deutsch-britisches Team von Astrophysikern gefunden. Die Forscher aus Heidelberg, Garching und Oxford konnten mit umfangreichen Computersimulationen nachvollziehen, wie sich bei der Verschmelzung von zwei Sternen starke Magnetfelder bilden. Explodieren solche Sterne in einer Supernova, könnten daraus Magnetare entstehen.

Wie entstehen die stärksten Magnete des Universums?

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2019

14.10.2019 | Veranstaltungen

10. Weltkonferenz der Ecosystem Services Partnership an der Leibniz Universität Hannover

14.10.2019 | Veranstaltungen

Bildung.Regional.Digital: Tagung bietet Rüstzeug für den digitalen Unterricht von heute und morgen

10.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Technologiemodul senkt Ausschussrate von Mikrolinsen auf ein Minimum

14.10.2019 | Informationstechnologie

Diagnostik für alle

14.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Bayreuther Forscher entdecken stabiles hochenergetisches Material

14.10.2019 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics