Smart-Sensor-Technologie im Kampf gegen Luftverschmutzung in Innenräumen

Die Europäische Lungenstiftung (European Lung Foundation) schätzt, dass Erkrankungen der Atemwege durch schlechte Leistungen und Fehlzeiten am Arbeitsplatz in Europa rund 102 Mrd. Euro pro Jahr kosten. Außerdem wird davon ausgegangen, dass das Ausmaß der Luftverschmutzung in geschlossenen Räumen zehn Mal höher ist als im Freien.

Die vor kurzem eingeführte Verordnung hinsichtlich einer "luftdichten Gebäudehülle" bei Wohn- und Bürogebäuden soll die Situation noch verschlechtert haben.

Jetzt will das von der EU finanzierte Projekt IAQSENSE neue Nanotechnologie-basierte Sensorsysteme entwickeln, mit denen sich die Zusammensetzung der Luft sowohl in Bezug auf chemische als auch biologische Verunreinigungen überwachen lässt. Dieses System ist auf eine Miniaturisierung, geringe Kosten und Eignung für die Massenproduktion ausgelegt.

Es ist bekannt, dass schlechte Luftqualität Beschwerden wie Müdigkeit, Kopfschmerzen und schwerere Reaktionen verursachen kann. Das Problem besteht darin, dass die schlechte Luftqualität durch eine extrem große Vielfalt sogenannter flüchtiger organischer Verbindungen in sehr geringer Konzentration verursacht wird.

Derzeit werden Tests mit schweren, teuren Geräte durchgeführt, die zu einer Zeit entwickelt wurden, als Breitband noch unrealistisch war und die meisten Standards auf Probennahmen und Laboranalysen basierten.

Das dreijährige Projekt IAQSENSE ging im September letzten Jahres an den Start und trägt den offiziellen Titel "Nanotechnology-base sensors for environmental monitoring". Es will die Raumluftqualität auf besonders innovative Art und Weise überwachen und verbessern.

Kostengünstige Messtechnik wird in Echtzeit Informationen über die Umgebung und potenziell flüchtige Schadstoffe liefern. Die Ausrüstung wird an festen Orten aufgestellt - im Haus und Büro und auch in Fahrzeugen - und mit einem Netzwerk drahtloser Sensoren verbunden.

Eine große Herausforderung besteht darin, Gassensorsystem zu entwickeln, das kostengünstig, hochempfindlich und selektiv ist.

Die IAQSENSE-Iinitiative greift auf drei patentierten Technologien zurück, von denen eine auf der Dynamik der Ionenmobilität an der Oberfläche beruht, die jeden Gasbestandteil trennt. Da es wie ein Spektrometer funktioniert, ist es sehr empfindlich und ermöglicht den Nachweis mehrerer Gase in zuvor nie dagewesener Art und Weise.

Da es sowohl Einzel- als auch Verbindungsmoleküle nachweisen kann, ergeben sich riesige Vorteile für die Früherkennung von Schimmel, Gesundheitsdiagnose (Atemluft), Rauch und Drogen.

Claude Iroulart, Koordinator von IAQSENSE, beschreibt das System als einzigartig und sagte, dass das Ziel darin bestünde, die wissenschaftlichen Ergebnisse in einem zuverlässigen Sensorsystem für die Massenproduktion umzusetzen. Es werden Anwendungen in Fahrzeugen und Geräten, die mit einem Smartphone verbunden sind, untersucht.

"Die Kontrolle der Raumluftqualität und der damit verbundenen Komfort werden enorme gesellschaftliche Auswirkungen auf die Gesundheit, die Anwesenheit am Arbeitsplatz und wirtschaftliche Faktoren haben", fügte Iroulart hinzu.

Das Konsortium besteht aus vier KMU, drei Industrieunternehmen und drei Forschungseinrichtungen aus fünf Ländern. Das Projekt ist auf drei Jahre bis zum August 2016 angelegt und kostet 4,9 Mio. EUR, wovon etwa 3,5 Mio. EUR aus dem 7. Rahmenprogramm der Europäischen Union stammen.