Neuartiger Chemikaliensensor sechsmal schneller als andere Lösungen

„Wir entwickeln derzeit die nächste Generation von Sensoren, die kompakt, kostengünstig und energieeffizient sein und Substanzen mit unübertroffener Geschwindigkeit und Empfindlichkeit in Echtzeit nachweisen können wird“, verkündet Sergio Nicoletti, der Koordinator des MIRPHAB-Projekts, stolz. Der neue Sensor, der die charakteristischen Wellenlängen des Lichts feststellt, das von bestimmten Flüssigkeiten oder Gasen reflektiert wird, könnte bald am Eingang von Flughäfen eingesetzt werden, um große Menschenmengen und Gepäckstücke auf verdächtige Materialien zu überprüfen, bevor sie in das Gebäude gelangen.

Und dies ist tatsächlich nur eine der vielen möglichen Anwendungen, die das Team anstrebt. Der Sensor für mittleres Infrarot (MIR) kann unter anderem Krankheitserreger erkennen, Kühlschränke auf Bakterien überprüfen, Alkohol feststellen und sogar Kohlenstoffemissionen nachweisen, um zur Eindämmung des Klimawandels beizutragen.

Laut Jose Pozo, dem Direktor für Technologie und Innovation des „European Photonics Industry Consortium“, könnte dieser Durchbruch KMU und ganzen Industriezweigen neue Geschäftsmodelle und Marktmöglichkeiten eröffnen. Mit der geplanten Pilotlinie werden nicht nur Kosten und Baugröße gesenkt sowie die Energieeffizienz gesteigert, sondern auch eine kombinierte Si/III-V-Technologie eingesetzt, durch die Anwendungen möglich werden, die mit aktuellen Technologien und Komponenten noch nicht denkbar waren.

Unerreichte Leistungsfähigkeit

Der neue Sensor nutzt neue Photonik-Technologie und wertet Wellenlängen im MIR-Bereich (3 bis 12 µm) aus, um eine höhere Leistung zu erzielen. In diesem sogenannten „Fingerabdruckbereich“ weisen Chemikalien intensive Absorptionsmerkmale auf, die „eine bahnbrechende Detektionsleistung und einen eindeutigen Nachweis“ ermöglichen.

Mit dem äußerst kompakten Gerät können 1.200 Proben pro Stunde untersucht werden – sechsmal mehr als mit herkömmlichen Portalscannern. „Wir möchten die aktuelle Technologie auf die Größe eines Mobiltelefons bringen“, sagt Nicoletti. Die Projektpartner verfügen über umfassendes Fachwissen über Spektroskopie, MIR-Optoelektronik und Sensorsysteme sowie über die verbundenen Anwendungen.

Ziel für 2020

Das Konsortium des MIRPHAB-Projekt umfasst 18 Mitglieder. Es wurde mit 13 Millionen Euro von der öffentlich-privaten Partnerschaft für Photonik von der Europäischen Kommission sowie mit 2 Millionen Euro von der Schweizerischen Eidgenossenschaft gefördert.

Das Forschungsteam möchte eine Lieferkette schaffen, um bis zum Jahr 2020 einsatzfähige Sensorgeräte bereitstellen zu können. MIRPHAB ist eines von drei Projekten, die im Rahmen von Horizont 2020 unterstützt werden und die Wettbewerbsfähigkeit Europas in dieser Branche festigen sollen. Bei den anderen beiden handelt es sich um PIX4LIFE, eine Photonikplattform für Anwendungen des Gesundheitswesens, und PI-SCALE, das zur schnelleren kommerziellen Umsetzung von OLED-Technologie beitragen soll.

Weitere Informationen:
Projektwebsite