Sensoren als Spürnasen
KIT und Partner gründen Verein, um nanostrukturierte Hybrid-Sensoren zu entwickeln.
Hybrid-Sensoren vereinen Messprozess und Analyse in einem System. Sie besitzen neben dem eigentlichen Messfühler auch Rechenleistung und Algorithmen, um Messdaten logisch zu verknüpfen und weiterführende Auswertungen autonom vorzunehmen. Der Sensor selbst verarbeitet Signale zu Informationen.
Die neuartigen hybriden Sensoren können in der Sicherheitstechnik eingesetzt werden, in Düngemittellagern, zur Überwachung des Trinkwassers, als Feuermelder und bei der Qualitätskontrolle, beispielsweise bei der kontrollierten Gärung von Wein, bei der Prävention von verfaulenden Lebensmitteln in Großlagern oder Lieferketten sowie bei der Prozesskontrolle in der Chemie- und Lebensmittelindustrie. „Die Stoffströme der Wirtschaft müssen ständig überwacht werden, um die Qualität der Produkte zu garantieren“, fasst Hubert Keller, Gruppenleiter am KIT und Vorsitzender des neugegründeten Vereins „HybridSensorNet“ zusammen.
„Ein konkretes Beispiel wären nanostrukturierte, beschichtete Messstreifen, an die sich spezifische Stoffe anlagern können, und dadurch eine messbare Änderung des elektrischen Widerstands bewirken“, erklärt Keller. „Nimmt man dazu noch weitere Informationen wie Druck, Temperatur oder Luftfeuchtigkeit zur Auswertung hinzu, könnte man schon recht verlässlich den nachzuweisenden Stoff bestimmen und komplexe Situationen bewerten.“ Am KIT arbeiten derzeit Experten an Signalverarbeitung, Miniaturisierung, Selbstorganisation und neuen Sensorprinzipien für zukünftige Hybridsensoren.
Die langfristige Vision der Forscher ist es, Hybridsensoren so klein, robust, autark und leistungsstark zu machen, dass sie ohne großen Aufwand in allen Lebensbereichen eingesetzt werden könnten. „Die Verbindung mit den Möglichkeiten eines Smartphones wird viele Potenziale eröffnen“, so Keller. „Aber die Ideen der Science-Fiction-Autoren umzusetzen, etwa über die Stoffe in der Atemluft eines Patienten auf Krankheiten und Gesundheitszustand zu schließen, wird sicherlich noch Jahre dauern.“
Mit seiner Gründung wird der Verein „HybridSensorNet“ alle Akteure vernetzten, die an hybrider Sensorik und Sensornetzen zur Gefahrenerkennung und Ressourceneffizienz arbeiten. Damit setzt er die Strategie des BMWi-Netzwerkes „HybridSens“ fort. Um gezielt und effizient zu praxisrelevanten Ergebnissen zu kommen, wird der Verein thematische Forschungs- und Entwicklungscluster bilden und darin die Kompetenz führender Experten verschiedener Fachbereiche organisieren.
KIT / PH
