Revolution aus Madrid: Spanische Wissenschaftler präsentieren eine hochempfindliche elektronische Nase

Eine bahnbrechende technologische Entwicklung aus der spanischen Hauptstadt verspricht, die Welt der Sensorik für immer zu verändern. Forscher des Madrider Instituts für Höhere Studien (IMDEA Nanociencia) haben in Zusammenarbeit mit der Università Cattolica del Sacro Cuore in Mailand eine “elektronische Nase” entwickelt, die Gerüche mit einer bisher unvorstellbaren Präzision identifizieren kann. Diese Innovation stellt einen Meilenstein in der Wissenschaft dar und eröffnet ungeahnte Möglichkeiten in verschiedenen Anwendungsbereichen.

Ein künstliches Geruchssystem mit Superkräften

Im Kern handelt es sich bei dieser Neuentwicklung um ein hochentwickeltes System von Gassensoren, das wie ein künstliches Geruchssystem funktioniert. Die kleine, aber leistungsstarke Maschine ist in der Lage, flüchtige organische Verbindungen (VOCs) zu unterscheiden und Gase wie Ammoniak, Stickstoffdioxid oder sogar Acetondämpfe zielsicher wahrzunehmen. Die Besonderheit liegt in der Fähigkeit, spezifische Verbindungen selbst in Gegenwart von potenziellen Störsubstanzen selektiv zu identifizieren.

Die technologische Grundlage bilden einwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Aufgrund ihrer enormen Oberfläche sind sie ideal für die Detektion von Gasmolekülen geeignet. Diese extreme Empfindlichkeit hatte bisher jedoch einen entscheidenden Nachteil: eine geringe Selektivität. Es war schwierig, zwischen verschiedenen ähnlichen Gasen zu unterscheiden. Genau hier setzt die Genialität der Madrider Forscher an. Sie haben die Nanoröhren mit speziellen, ringförmigen Molekülen überzogen. Diese Beschichtung verbessert die Fähigkeit des Sensors, zwischen unterschiedlichen chemischen Verbindungen zu differenzieren, drastisch. In Tests gelang es so beispielsweise, Ammoniak zuverlässig von einer Vielzahl anderer Dämpfe zu isolieren.

Zehnmal empfindlicher: Ein Durchbruch in Effizienz und Geschwindigkeit

Die im renommierten Journal of the American Chemical Society veröffentlichte Studie zeigt eindrucksvoll das Potenzial dieser Technologie. Die Forscher konnten nachweisen, dass eine der Sensorschichten eine bis zu zehnmal höhere Empfindlichkeit und deutlich schnellere Reaktionszeiten aufwies, indem lediglich die Dicke der Folie reduziert wurde.

Diese Entdeckung unterstreicht nicht nur die Leistungsfähigkeit der Sensoren für die komplexe Gasdetektion, sondern betont auch ihre außergewöhnliche Anpassungsfähigkeit. Die Eigenschaften des Sensors können präzise auf die jeweilige Anforderung abgestimmt werden. Dies eröffnet, so die Regionalregierung in einer Erklärung, “eine neue Grenze im Design intelligenter, selektiver und skalierbarer elektronischer Nasen”. Die Anwendungsbereiche reichen von der medizinischen Diagnostik über die Umweltüberwachung bis hin zur Sicherheits- und Lebensmitteltechnologie.