Bonner Forscher konstruieren nimmermüden elektronischen Drogen-Spürhund

11.08.2009 - Deutschland

Einen nimmermüden elektronischen Drogen-Spürhund wollen Wissenschaftler der Universität Bonn und der Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften (FGAN) konstruieren. Das Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie NRW fördert den Forschungsverbund ENQUETE in den kommenden vier Jahren mit rund zwei Millionen Euro. Mit neuartigen Minisensoren möchten die Forscher auch Spreng- und andere Gefahrstoffe aufspüren.

Kern der geplanten Sensoren sind so genannte Quarzmikrowaagen. Eine solche Waage besteht aus einem kleinen Goldplättchen, das mit einer hauchdünnen "Leimschicht" benetzt ist. An dieser Schicht bleiben kleine Mengen der Droge oder des Sprengstoffs haften. Das Goldplättchen wird dadurch etwas schwerer. Diese Gewichtsveränderung lässt sich messen. Dazu versetzen die Forscher das Goldplättchen mit einem kleinen Quarz in Schwingung. Am besten klappt das bei der Resonanzfrequenz des Plättchens. Bleiben Moleküle daran kleben, wird es durch das höhere Gewicht ein wenig träger: Seine Resonanzfrequenz nimmt ab.

Die große Herausforderung im aktuellen Gemeinschaftsprojekt besteht einerseits in der chemischen Beschichtung der Quarzmikrowaagen. Der "Leim" soll nämlich möglichst so spezifisch sein, dass er nur die gewünschten Moleküle festhält. Drei Forschungsgruppen aus dem Bonner Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie übernehmen die Entwicklung geeigneter Leime. Da unter realen Bedingungen sehr viele unterschiedliche Substanzen in unserer Umgebungsluft sind, wollen die Forscher zudem mehreren Quarzmikrowaagen zusammen schalten. Die Werkstätten der chemischen Institute in Bonn-Endenich entwerfen die dazu nötige aufwändige Elektronik. Die Bonner Informatiker sowie die Forscher der FGAN arbeiten dagegen an Algorithmen, um die Sensordaten automatisch auszuwerten und zu interpretieren. Eine besondere Herausforderung ist dabei die Verknüpfung von Informationen aus mehreren Sensoren.

Ein Prototyp einer derartigen elektronischen Nase existiert übrigens bereits. Sie spricht auf kleinste Mengen von Triaceton-Triperoxid (TATP) an, einer Substanz, die in Terroristenkreisen momentan Konjunktur hat: Sie ist fast so explosiv wie TNT und lässt sich aus haushaltsüblichen Chemikalien herstellen. TATP kam beispielsweise 2005 bei dem Anschlag in London zum Einsatz.

Entwickelt wurde der "Sprengstoffschnüffler" von zwei Teams um Professor Dr. Siegfried Waldvogel (Universität Bonn) und Professor Dr. Klaus Müllen (Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz). Dafür wurden sie im letzten Jahr mit dem zweiten Platz im Hochschulwettbewerb NRW "patente Erfinder" sowie dem Nikolaus-August-Otto-Preis ausgezeichnet. Professor Waldvogel ist auch der Sprecher des neuen Forschungsverbundes.

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