17.05.2023

Mobiler Sensor für Sprengstoff

Chemisch-optische Messtechnik nutzt Fluoreszenz spezieller Farbstoffe.

Die Detektion von Sprengstoffen ist wichtig für die zivile Sicherheit. Bisherige Sensoren sind schwer, teuer und aufwändig zu warten. Ein Gründerteam der Bundesanstalt für Material­forschung und -prüfung (BAM) will einen mobilen Sprengstoff­spurendetektor auf den Markt bringen, der Sprengstoffe verlässlicher aufspürt und somit einen wichtigen Beitrag für die Gefahren­abwehr im zivilen Bereich leistet.

Abb.: Versuch mit einem Kilogramm Plastik­sprengstoff auf dem Testgelände...
Abb.: Versuch mit einem Kilogramm Plastik­sprengstoff auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM. (Bild: BAM)

Im zivilen Sicherheits­bereich werden Sprengstoffe, etwa an den Sicherheits­schleusen von Flughäfen, bislang vor allem durch ortsfeste Standgeräte nachgewiesen. Die wenigen aktuell auf dem Markt angebotenen portablen Geräte sind mit durchschnittlich fünf Kilogramm Gewicht nur sehr eingeschränkt für den mobilen Einsatz geeignet. Außerdem sind die Wartung und Reinigung dieser Geräte sehr kosten­intensiv. „Für die meisten Anwender sind die Geräte zudem zu teuer in der Anschaffung. Sie vertragen sich auch nicht mit Wasser und sind daher bei hoher Luftfeuchtigkeit anfällig für Fehlalarme. Da sie auf Basis der Ionen-Mobilitäts-Spektro­skopie arbeiten, enthalten einige Geräte eine radioaktive Quelle und unterliegen damit zahlreichen Sicherheits­bestimmungen bei Transport, Lagerung, Anwendung und Entsorgung“, sagt Mustafa Biyikal, Experte für chemische Sensoren an der BAM.

Biyikal hatte sich vor einigen Jahren das Ziel gesetzt, einen Sprengstoffdetektor zu entwickeln, der nicht nur leistungsstärker, sondern auch leichter und kostengünstiger als die vorhandenen Geräte ist. Zusammen mit Knut Rurack entwickelte er eine neuartige Nachweis­chemie, die auf chemisch-optischer Messtechnik beruht und hält dafür inzwischen mehrere Patente. Dabei werden spezielle Farbstoffe genutzt, um Sprengstoffe zu detektieren. Sie reagieren auf die Sprengstoffe, etwa TNT, und ändern ihr Fluoreszenz­verhalten; dies wiederum wird durch einen Photoelektronen­vervielfacher registriert und in ein elektronisches Signal umgewandelt. Der Nachweis erfolgt in Sekundenschnelle. Ein Allein­stellungsmerkmal dabei: Nach Messung einer stark kontaminierten Probe muss lediglich der Chip gewechselt, nicht aber das ganze Gerät aufwendig gereinigt werden. Es gelang ihnen auch, die Nachweise für Nitro-, Nitrat-, Peroxid- und anorganische Sprengstoffe auf einem briefmarken­großen Chip (Lab-on-a-Chip) unterzubringen und somit an Gewicht einzusparen.

Jetzt will der Sensorik-Experte den nur 1,3 Kilogramm schweren Sprengstoff­detektor mit einem Start-up zur Marktreife bringen. Dafür gründet er zusammen mit seinen BAM-Kollegen Martin Kaiser und Bruno Jan Rycek, Experten für Künstliche Intelligenz bzw. für Finanzen und Marketing, sowie Christopher Walter, einem Ingenieur aus der Luftfahrt­industrie, die True Detection Systems GmbH (TDS). In den kommenden anderthalb Jahren wird das Team durch das Exist-Förderprogramm des Bundes­ministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz unterstützt. Ab 2025 will das Team den Sprengstoff­sensor zunächst in der EU und Großbritannien auf den Markt bringen. Später dann auch in den USA, Kanada und Asien. „Unser Sensor ist für einen breiten Markt interessant, allein in Deutschland für die Polizei des Bundes und der Länder, die Bundeswehr, die Feuerwehr, das Technische Hilfswerk, staatliche Behörden, den Zoll und natürlich auch für private Sicherheits­unternehmen“, so Teammitglied Bruno Jan Rycek.

BAM / JOL

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