TUM Einweg-Gassensor als Allzweckwaffe aus der Sprühdose

Redakteur: Sariana Kunze

Forscher der Technischen Universität München (TUM) haben einen Weg zur kostengünstigen Massenproduktion neuartiger elektronischer Bauelemente gefunden. Paradebeispiel ist ein Gassensor, der in das Verpackungsmaterial von Lebensmitteln integriert werden könnte, um die Frische der Ware zu messen.

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Unter der Leitung von Dr.-Ing. Alaa Abdellah wurden an der TUM flexible Gassensoren auf der Grundlage von Kohlenstoff-Nanoröhrchen entwickelt. Mit diesem neuartigen Fertigungsverfahren können die Sensoren in Zukunft viel wirtschaftlicher produziert werden als bisher.
Unter der Leitung von Dr.-Ing. Alaa Abdellah wurden an der TUM flexible Gassensoren auf der Grundlage von Kohlenstoff-Nanoröhrchen entwickelt. Mit diesem neuartigen Fertigungsverfahren können die Sensoren in Zukunft viel wirtschaftlicher produziert werden als bisher.
(Uli Benz/TUM)

An neuen Arten von Solarzellen und biegsamen Transistoren wird ebenfalls gearbeitet, wie auch an Druck- und Temperatursensoren, die Eingang in elektronische Roboterhaut oder in Bionikanwendungen finden könnten. All das lässt sich mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen realisieren, die man wie Tinte auf biegsame Plastikfolie oder andere Substrate sprüht.

Die an der TUM entwickelten Gassensoren auf Grundlage von Kohlenstoff-Nanoröhrchen übertreffen andere Technologien mit ihrer einzigartigen Kombination von Merkmalen. Sie registrieren sofort und reagieren kontinuierlich auf kleinste Veränderungen der Konzentration von Gasen wie Ammoniak, Kohlendioxid und Stickstoffoxid. Sie arbeiten bei Raumtemperatur und verbrauchen kaum Energie. Wie die TUM-Forscher in ihrer jüngsten Veröffentlichung berichten, lassen sich solche Bauelemente mit großflächigen und kostengünstigen Verfahren auf flexible Substrate sprühen.

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Es ist zum Beispiel leicht vorstellbar, Lebensmittel in Kunststofffolien zu verpacken, die mit solchen flexiblen Einweg-Gassensoren beschichtet sind. Die hiermit gemessenen Gaskonzentrationen wären ein viel genauerer Indikator für den aktuellen Frische-Zustand eines Lebensmittels als ein routinemäßig aufgedrucktes Haltbarkeitsdatum. Mit der Messung von Kohlendioxid zum Beispiel lässt sich die voraussichtliche Haltbarkeit von Fleisch bestimmen. Wenn die Verbraucher diese „intelligente Verpackung“ annehmen und die toxische Unbedenklichkeit der Bauelemente nachgewiesen ist, könnte die Technik die Nahrungssicherheit erhöhen. Auch die Menge der weggeworfenen Lebensmittel könnte sich drastisch reduzieren. In einem anderen Anwendungsgebiet könnte diese Art von Gassensoren die Echtzeit-Überwachung der Luftqualität von Innenräumen kostengünstiger und praktischer machen.

Hochleistungssensoren einfach aufgesprüht

Der Wissenschaftler Dr.-Ing. Alaa Abdellah und seine Kollegen haben am TUM-Institut für Nanoelektronik gezeigt, dass Hochleistungsgassensoren tatsächlich auf flexible Plastiksubstrate gesprüht werden können. Damit könnten sie das Tor zur kommerziellen Nutzung von Sensoren auf Grundlage von Kohlenstoff-Nanoröhrchen sowie deren Anwendungen aufgestoßen haben. „Es ist eigentlich ganz einfach, wenn man weiß, wie es geht,“ merkt Institutsleiter Professor Paolo Lugli an.

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