"Intelligente" Hydrogele revolutionieren die Flüssigkeitssensorik

31.08.2009 - Deutschland

Wenn bestimmte Polymere in Kontakt mit einem geeigneten Lösungsmittel kommen, lösen sie sich nicht, sondern quellen auf. Ist das Lösungsmittel Wasser, spricht man von "Hydrogelen". Bestimmte Hydrogele könne das bis zu 100fache ihrer Eigenmasse in Form von Wasser aufnehmen. Die Menge des aufgenommenen Wassers hängt bei "intelligenten" Hydrogelen von einer Vielzahl von Eigenschaften des Lösungsmittels ab, so zum Beispiel von der Temperatur, vom pH-Wert oder der Konzentration gelöster Salze.

Anhand des Quellgrades Stoffkonzentrationen bestimmen - dieses Prinzip nutzen Wissenschaftler der TU Dresden nun in einem neuen Messgerät. Es beruht auf dem Prinzip der Quarzmikrowaage. Tritt an der Oberfläche eines Schwingquarzes eine Massenänderung auf, so hat dies eine Veränderung der Resonanzeigenschaften des Schwingquarzes zur Folge. Mit der heutzutage vorhandenen Messtechnik ist es so möglich, selbst geringste Massenzunahmen im Bereich von wenigen Nanogramm zu registrieren. Für die Massenänderung auf der Quarzoberfläche wiederum sorgt das eingesetzte "intelligente" Hydrogel, welches auf die Quarzoberfläche aufgebracht wurde.

Die Vorteile des entwickelten Messgerätes, das im Rahmen eines vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und der Sächsischen Aufbaubank (SAB) geförderten Projekts gemeinsam mit einem Industriepartner entwickelt wurde, liegen auf der Hand. Es ist klein, kompakt und dadurch transportabel. Messwerte können innerhalb weniger Sekunden einfach abgelesen werden. Aufwändige Laboranalysen können somit eingespart werden.

Die Anwendung des entwickelten Messgeräts unter Verwendung eines bestimmten Hydrogels konnte bisher für die pH-Wert-Messung und die Messung der Konzentration von kommerziellen Reinigerlösungen erfolgreich umgesetzt werden. Das entwickelte Messprinzip ist aber auch auf eine Vielzahl von anderen Messaufgaben übertragbar, etwa um Schadstoffkonzentrationen im Trinkwasser zu bestimmen. Dazu bedarf es lediglich einer Anpassung des "intelligenten" Hydrogels auf die jeweilige, gewünschte Anwendung.

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