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Forschung in Rheinbach: Smartphone-Sensoren sollen Sprengstoff aufspüren

Forschung in Rheinbach : Smartphone-Sensoren sollen Sprengstoff aufspüren

Das Institut für Detektionstechnologie der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg in Rheinbach macht Gefahren sichtbar. Wissenschaftler entwickeln neuartige Sensoren, die Sprengstoff aufspüren, aber auch die Haltbarkeit von Lebensmitteln erkennen können.

„Gefahren sichtbar machen, Gefahren abwenden“ – das ist die Leitlinie des 2010 neu gegründeten Instituts für Detektionstechnologien (IDT) der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (HBRS). Was sperrig klingt, bedeutet eigentlich nur, dass die Dozenten und Studenten sich mit Gefahrenabwehr beschäftigen. Dies passiert insbesondere in Auseinandersetzung mit entsprechenden Explosivstoffen. „Es geht um die Frage, wie kann man Sprengstoff detektieren“, erklärt der Leiter des IDT, Gerhard Holl. Detektieren heißt nichts anderes als aufspüren oder anzeigen.

In Forschungsgruppen geht es also darum, wie man bestimmte Sensoren entwickelt, die Gefahrstoffe erkennen und sichtbar machen. „Natürlich können Sinnesorgane uns vor einigen Gefahren warnen, ein ausgebrochenes Feuer nimmt die Nase beispielsweise problemlos wahr. Aber mittlerweile gibt es viele Substanzen, die wir nicht mehr mit bloßem Auge oder über Gerüche erkennen“, so Holl weiter. Vor knapp einem Jahr entstand für elf Millionen Euro ein neues Gebäude auf dem Campus Rheinbach.

Eine Etage davon ist nun vom IDT belegt und eröffnet den Professoren und Studenten neue Möglichkeiten: „Früher war das Institut über den ganzen Campus verteilt. Jetzt können wir uns viel besser austauschen und auch das Laserlabor bietet uns gute Voraussetzungen für neue Forschungsergebnisse“, erklärt der Institutsleiter. Einer der wissenschaftlichen Mitarbeiter ist Lukas Pschyklenk, er beschäftigt sich Flüssigkristallen. „Im Moment arbeite ich mit den Kristallen und entwickele daraus Sensoren“, so Pschyklenk. Kommt ein entsprechender Stoff mit dem Kristall in Kontakt, wechselt dieser die Farbe und signalisiert Gefahr. Besonders schwer ist es laut Gerhard Holl, die Verfahren so zu entwickeln, dass sie „eindeutig, schnell, vor Ort durchführbar und günstig“ sind.

Praktische Anwendung in der Forschung

Viele Verfahren müssten außerdem ohne Strom funktionieren. „So kann man beispielsweise eine Uniform entwickeln, die für einen Polizisten oder Feuerwehrmann signalisiert, wenn gefährliche Stoffe vor Ort sind“, erklärt Holl. Die zivile Sicherheit sei bei Forschungen des IDT relevant, aber auch die Lebensmittelindustrie. Damit könnte man in Zukunft auf den Lebensmitteln direkt erkennen, ob die Haltbarkeit überschritten ist. In Zukunft könne es aber auch möglich sein, dass Handys mit Sensoren ausgestattet werden: „Das ist das Einzige, was die Geräte noch nicht können“, sagt Holl. Es sei nur eine Frage der Zeit, wann die Sensoren klein genug für diese Anwendung seien und außerdem nicht den Akkuverbrauch überstrapazierten.

In Zusammenarbeit mit anderen Forschungsinstituten, der Industrie und Behörden gehe es im IDT immer um praktische Anwendungen der Forschung. Im Forschungsgebiet „living sensors – Sprengstoffspürhunde“ werden Hunde trainiert, um Explosivstoffe zu erkennen. „Bislang gilt die Hundenase als unschlagbar, aber wir entwickeln stetig Verfahren, um dies zu überprüfen und eventuell weiterzuentwickeln“, erzählt Gerhard Holl. Derzeit sind im IDT insgesamt 20 Studenten, Doktoranden und Professoren tätig. Kostyantin Konstantynovski hat an der Hochschule im IDT promoviert. Er beschäftigt sich damit, wie Explosivstoffe ihre Struktur bei schnellen Heizraten mit mehr als 10 000 Grad Celsius pro Sekunde verändern. Auch dies dient dem Zweck, Sprengstoff zu erkennen und Proben gefahrlos zu untersuchen.

„Unser Institut deckt aber noch viel mehr Bereiche ab, denn der Begriff der Gefahr ist breit: Von Schimmel, Wasserüberwachung bis hin zum Insektensterben und der Kosmetikindustrie kann die Detektionstechnologie reichen“, erklärt auch Michaela Wirtz, Professorin für instrumentelle Analytik und physikalische Chemie.