Minisensor erkennt geringste Mengen giftiger Gase

Mithilfe des fotoakustischen «Diapason» lassen sich ohne grossen Kostenaufwand selbst Moleküle in minimaler Konzentration aufspüren, wie Forscher des Istituto Nanoscienze und des ebenfalls zum Nationalen Forschungsrat CNR gehörenden Istituto di Fotonica e Nanotecnologie berichten. Diapason spielt wichtige Rolle

Die Funktionsweise des nur drei Zentimeter grossen Prototypen ist ebenso einfach wie einleuchtend: Ein intermittierender mit Terahertz-Frequenzen arbeitender Laserstrahl, in regelmässigen Abständen erhitzt und wieder abgekühlt, erzeugt beim Zusammentreffen mit den Gasmolekülen akustische Wellen. Diese wiederum setzen den kleinen aus Quarz gefertigten Diapason in Abhängigkeit der jeweiligen Gaskonzentration in Bewegung. Aufgespürt werden können selbst mehrere milliardenfach verdünnte Substanzen.

«Diapason ist ein hochempfindlicher Sensor, der sich gleichzeitig durch seine geringen Abmessungen, niedrigen Kosten und das Auskommen ohne Kryotechnik auszeichnet», bestätigt Projektleiter Vincenzo Spagnolo. Damit öffne sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten im Umweltschutz und im Sicherheitsbereich. «Zum ersten Mal wird ein im Terahertz-Bereich arbeitender Laser verwendet, der sich auch für den Nachweis chemischer Substanzen eignet», so der italienische Wissenschaftler.

Multidisziplinäre Zusammenarbeit

Die multidisziplinäre Untersuchung ist in direkter Zusammenarbeit mit dem Polytechnilkum in Bari, der Universität Cambridge und der Scuola Normale Superiore in Pisa durchgeführt worden. Einzelheiten können in der internationalen Fachzeitschrift Applied Physics Letters nachgelesen werden.