Datum: Technologie:

Ein Mini-Messgerät für chemische Analysen

Kann das Smartphone bald den Alkoholgehalt eines Getränks oder den Reifegrad von Früchten im Supermarkt messen? Einen wichtigen Schritt dahin haben ETH-Forschende gemacht: Sie entwickelten eine Mini-Version eines dafür notwendigen Messinstruments.

von sda

Mit diesem ca. 2 cm langen Chip lässt sich das Wellenspektrum von Infrarotlicht präzis aufschlüsseln. (Bild ETH Zürich / Pascal A. Halder)
Normalerweise sind Infrarot-Spektrometer für chemische Analysen mehrere Kilogramm schwer. Einem Forschungsteam der ETH Zürich ist jedoch gelungen, ein kompaktes Gerät zu entwickeln, das kleiner als eine Münze ist. Davon berichteten sie kürzlich im Fachblatt «Nature Photonics». Mit dem nur rund zwei Quadratzentimeter grossen Chip lasse sich Infrarotlicht auf die gleiche Weise analysieren wie mit einem herkömmlichen Spektrometer, schrieb die ETH in einer Mitteilung.

Um eine solche Miniaturisierung zu erreichen, ersetzten die Forschenden um David Pohl und Marc Reig Escalé aus der Forschungsgruppe von Rachel Grange die normalerweise verwendeten beweglichen Spiegel durch spezielle Lichtleitern, deren optischer Brechungsindex sich von aussen über ein elektrisches Feld verändern lässt. Je nach Konfiguration lassen sich damit unterschiedliche Bereiche des Lichtspektrums untersuchen, schrieb die ETH.

Wartungsarmes Minimessgerät

Weitere Vorteile seien, dass das Spektrometer auf dem Chip nur einmal kalibriert werden müsse – anders als herkömmliche Geräte, die immer wieder geeicht werden müssen. Zudem ist das Mini-Messgerät wartungsarm.

Als Anwendungsmöglichkeiten sehen die Forschenden unter anderem die Raumfahrt. Infrarot-Spektrometer kommen auf Satelliten zum Einsatz. Ein kleines, leichtes Instrument liesse sich relativ kostengünstig ins All befördern.

Dafür und für den Einsatz als integrierter Bestandteil eines Smartphones, bräuchte es jedoch noch einiges an Weiterentwicklung. «Im Moment messen wir das Signal mit einer externen Kamera», liess sich Grange in der Mitteilung zitieren. «Wenn wir ein kompaktes Gerät haben wollen, müssen wir diese also auch noch integrieren.»