19.08.2008 - Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Hochempfindlicher Sprengstoffschnüffler zum Mini-Preis

Chemiker der Universität Bonn und des Max Planck Instituts für Polymerforschung in Mainz haben einen Detektor entwickelt, der schon bei kleinsten Mengen des Sprengstoffs TATP Alarm schlägt. Das Gerät kostet in der Herstellung nur wenige hundert Euro. Die Bonner Forscher präsentieren einen Prototyp auf der Militär-Leistungsshow "Common Shield", auf der die Bundeswehr neue Systeme zum Schutz von Soldaten in Einsatzgebieten testet. Die Firma PROvendis hat den "Sprengstoffschnüffler" inzwischen zum Patent angemeldet und betreut die Vermarktung der Schutzrechte.

Der neue Sprengstoffschnüffler kann schon geringste TATP-Spuren nachweisen. Hergestellt wurde das Gerät von Chemikern und Ingenieuren um Professor Dr. Siegfried Waldvogel an der Universität Bonn. Auch das Max Planck Institut für Polymerforschung war an der Entwicklung beteiligt.

Das "Riechzentrum" des Geräts ist nur wenig größer als eine Euro-Münze. Es besteht aus drei kleinen Goldplättchen, die jeweils mit einer hauchdünnen "Leimschicht" benetzt sind. An diesen Schichten bleiben TATP-Spuren aus der Luft haften. Die Goldplättchen werden dadurch etwas schwerer. Diese Gewichtsveränderung kann man messen. "Dazu versetzen wir die Goldplättchen mit kleinen Quarzen in Schwingung", erklärt Professor Waldvogel. "Am besten klappt das bei ihrer Resonanzfrequenz. Bleiben TATP-Moleküle an den Plättchen kleben, werden diese durch das höhere Gewicht ein wenig träger - ihre Resonanzfrequenz nimmt ab." Ganz neu sind derartige "Quarz-Mikrowaagen" nicht. Es gab aber bislang keinen passenden "Leim" für TATP. Die Bonner Forscher haben ihn entwickelt - und zwar gleich mehrere unterschiedliche Sorten.

Quarz-Mikrowaagen sind nämlich relativ unspezifisch. Der Leim im Sprengstoffschnüffler "fängt" zwar vorzugsweise TATP, aber eben nicht nur. In dem Gerät sitzen jedoch gleich drei Quarz-Mikrowaagen. Sie sind mit drei verschiedenen Leimsorten beschichtet, die jeweils auf unterschiedliche Strukturelemente von TATP ansprechen. TATP bindet also an alle drei Leimsorten. Die drei Waagen verändern also ihre Schwingfrequenz in ganz charakteristischer Weise.

Ein Vorteil des Geräts sind die geringen Materialkosten von weniger als 1.000 Euro. Schon der Prototyp ist zudem sehr kompakt und einfach in der Handhabung. So zeigt eine Ampel aus drei Leuchtdioden an der Hinterseite an, ob möglicherweise eine Sprengstoffgefährdung vorliegt. Ein weiteres Novum ist die hohe Empfindlichkeit. Möglich wurde sie durch die extrem hohe Frequenz der verwandten Schwingquarze. "Um auch noch kleinste Änderungen in der Resonanzfrequenz messen zu können, haben wir eigens hoch auflösende Zählschaltungen entwickelt", erklärt Bernhard Klöckner. Der Diplomingenieur leitet die Abteilung Elektronik am Chemischen Institut. "Dadurch können wir noch wenige Milliardstel Milligramm TATP nachweisen."

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    Markus Lambertz, Jahrgang 1984, studierte Biologie mit den Schwerpunkten Zoologie, Paläontologie und Geologie in Bonn (Diplom 2010). Nach einem mehrmonatigen Forschungsaufenthalt in Ribeirão Preto (Brasilien) nahm er sein Promotionsstudium in Bonn auf (Promotion 2015). Im Anschluss war er a ... mehr

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