Blitztest für keimfreies Wasser

Bakterien im Trinkwasser verraten sich selbst, wenn Licht auf sie fällt. Allerdings müssen die Eindringlinge von infra­roten Strahlen getroffen werden, und ihre Reaktion ist nicht einfach zu entdecken. Dazu braucht es einen Detektor, der die Signale aufgreift und richtig interpretiert. Ein Gerät namens „WaterSpy“ soll diesen Auftrag künftig übernehmen. Entwickelt wird die Apparatur seit Anfang November 2016 in einem Zusammen­schluss von Wissenschaftlern und Unternehmen aus sieben europäischen Ländern. Bernhard Schmauß, Professor für Optische Hoch­frequenz­technik und Photonik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), und sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Matthias Bär sind an diesem multi­nationalen, fach­übergreifenden Projekt beteiligt.

Nach winzigen Organismen, die der Gesundheit schaden könnten, wird in der Wasser­versorgung bereits ständig gesucht. Aus regel­mäßigen Proben legen Wissenschaftler Kulturen an, in denen vorhandene Bakterien wachsen können, bis sie zuverlässig zu bestimmen sind. Acht bis zwölf Stunden dauert es, auf diese Art festzustellen, ob das geprüfte Trinkwasser einwand­frei oder verseucht ist.

Für „WaterSpy“ hat das Entwickler­team einen völlig anderen Weg gewählt. Die ins Auge gefasste Methode beruht darauf, dass Strahlung aus dem mittleren Infrarot­bereich Bakterien nicht unverändert passiert: Die Einzeller absorbieren einen Teil. Aus dem Absorptions­spektrum wollen die Forscher wiederum schließen, um welche Bakterien es sich handelt.

„Damit würden die Messungen sehr stark beschleunigt“, erklärt Schmauß. Einen Viertel­liter Wasser, die der EU-Norm entsprechende Menge, könnte man in 30 bis 45 Minuten prüfen, so dass täglich zwischen 30 und 50 Tests in einer Trink­wasser­anlage möglich wären – Qualitäts­analyse am laufenden Band. Bisher sind für vergleich­bare Messungen drei Tage erforderlich.

Das angestrebte kompakte Gerät, etwa ein Quadrat­meter mal dreißig Zenti­meter groß, ließe sich in den bestehenden Labors installieren. „Unsere Aufgabe ist die Aufbereitung und Verarbeitung der Mess­signale“, erläutert der Wissenschaftler. In drei Jahren soll der Mess­apparat konstruiert und zum Spion ausgebildet sein, nicht ohne praktisches Training in zwei italienischen Anlagen.

Finanziert wird das Forschungs- und Entwicklungs­projekt von Horizon 2020, einem von 2014 bis 2020 währenden EU-Rahmen­programm für Forschung und Innovation; die Initiative geht auf die Photonics 21 Public Private Partner­ship zurück. Außer dem Cyprus Research and Innovation Centre als Koordinator und der FAU beteiligen sich der Nationale Forschungs­rat CNR sowie IREN SpA aus Italien, das Schweizer Unternehmen Alpes Lasers SA, die Technische Universität Wien, die Nationale Technische Universität Athen und AUG Signals Hellas aus Griechen­land sowie VIGO Systems SA, Polen.

FAU/ DE