Nanoröhrchen – sensitiver als gedacht
Untersuchung des Schwingungs- und Dämpfungsverhaltens einer Nanotube-Matrix auf einem Titan-Substrat eröffnet Einsatz als Sensor.
Am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) in Leipzig haben Kristina Fischer und Stefan Mayr die mechanischen Eigenschaften von Nanoröhrchen untersucht. Diese lassen sich demnach als hochempfindliche Sensoren für Gase und Flüssigkeiten einsetzen. In ihren Experimenten untersuchten die Wissenschaftler, die sowohl am IOM als auch am Translationszentrum für Regenerative Medizin (TRM) der Universität Leipzig tätig sind, das Schwingungsverhalten einer Matrix aus Titandioxid-Nanoröhrchen in Abhängigkeit von den Herstellungsparametern.
Abb.: Nach dem „Einspannen“ einer Matrix aus Nanoröhrchen (Klinkerbild) in einem Titansubstrat zeigt diese im Beisein verschiedener Gase und Flüssigkeiten spezifisches Schwingungs- und Dämpfungsverhalten. (Bild: TRM)
Bei der experimentellen Umsetzung studierten sie das Schwingungs- und Dämpfungsverhalten einer Nanotube-Matrix auf einem Titansubstrat. Zu ihrer großen Überraschung der Forscher veränderte sich das Verhalten deutlich, wenn die Nanoröhrchen mit Gasen oder Flüssigkeiten in Kontakt kamen. Die Veränderung dieser mechanischen Eigenschaften wiederum ist für verschiedene Gase und verschiedene Flüssigkeiten jeweils spezifisch, kann also für den Einsatz als Sensoren für Gase und Flüssigkeiten dienen. Die Nanoröhrchen reagieren zudem extrem sensitiv auf Moleküle, sodass sich bereits kleinste Mengen von Gasen oder Flüssigkeiten in der Umgebung feststellen lassen.
Die Chemikerin und der Physiker denken deshalb an, Nanoröhrchen in Mikrochips zu integrieren und damit beispielsweise die Umgebungsluft im Bereich verkehrsreicher Straßen, in Tunneln, im Umfeld von Industriebetrieben oder im Produktionsablauf zu überwachen. In der Medizin wäre der Einsatz in „Lab on a chip“-Anwendungen möglich, etwa zur Untersuchung von Blutproben oder zur Kultivierung von Zellen. Bis dahin sei allerdings noch viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit nötig.
TRM / OD
