Sensor-Chip spürt giftige Dämpfe auf
Ein Team von Wissenschaftlern aus Deutschland, der Schweiz und Italien hat einen integrierten Gas-Sensor-Chip entwickelt, der organische Lösungsmitel in der Umgebungsluft aufspüren kann.
Ein Team von Wissenschaftlern aus Deutschland, der Schweiz und Italien hat einen integrierten Gas-Sensor-Chip entwickelt, der organische Lösungsmitel in der Umgebungsluft aufspüren kann. Der Sensor-Chip soll Gasmonitore im Scheckkartenformat ermöglichen. Andreas Hierlemann und seine Kollegen von der ETH Zürich beschreiben ihre Entwicklung in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature (Smart single-chip gas sensor systems, Nature Vol. 414, pp 293-296; 15. November 2001).
Der nur 7×7 Quadratmillimeter große Chip vereint nach Angaben der Wissenschaftler diverse Neuentwicklungen auf dem Gebiet der Gassensorik und wird in CMOS-Technik gefertigt. Der Chip integriert drei Polymer-Sensoren, verbunden mit A/D-Wandler und Steuerungselektronik und einem I2C-Bus-Interface. Die drei Sensoren messen die Massenänderung, thermische Energie und Änderung der Dielektrizität von Polymer-Oberflächen, an denen sich Gase anlagern. Die Kombination der Signale ergibt jeweils ein spezifische Muster für spezielle Luftschadstoffe -- außerdem liefert der Sensor-Chip auch quantitative Daten.
Auch die Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg hatten vor kurzem eine neue Generation von Halbleiter-Gassensoren vorgestellt, die in so genannter Dünnschicht-Technologie gefertigt werden: "Die neuen Sensoren lassen sich besonders gut in Klimaanlagen integrieren. Sie zeigen an, wenn Frischluft zugeführt werden muss", erklärt Harald Böttner, der das Projekt leitet.
Die elektronische Spürnase der Fraunhofer-Forscher ist rund neun Quadratmillimeter groß. Sie basiert auf dem Prinzip, dass sich der elektrische Widerstand einer sensitiven Metalloxidschicht ändert, je nachdem, mit welchem Gas sie in Berührung kommt. Die Wissenschaftler setzen vier unterschiedliche Metalloxidschichten ein, die jeweils auf verschiedene Gasgemische ansprechen. Befindet sich beispielsweise Kohlenmonoxid in der Raumluft, weil geraucht wurde, spricht der Sensor darauf an. Unter der Internetadresse www.ipm.fraunhofer.de/angebot/kms/webnose können Interessierte virtuell ihre Nase in den Kaffeeraum des Instituts stecken. Der Verlauf der Linien von Webnose zeigt an, wann die Mitarbeiter zum ersten Frühstückskaffee eine Zigarette geraucht haben. Diese Sensoren sind allerdings für quantitative Analysen im klassischen Sinn nicht geeignet. (wst)
