Abo
  • IT-Karriere:

Auf dem Weg zur künstlichen Nase

Schwingende Nanosaiten fangen Moleküle

Nanowissenschaftlern aus München ist ein wichtiger Fortschritt auf dem Weg zur künstlichen Nase gelungen. Sie haben Nanosaiten aus Silizium-Nitrid entwickelt, die als Messfühler einzelne Moleküle "erschnuppern" können.

Artikel veröffentlicht am ,

Künstliche Nasen sind sogenannte Nano-Elektromechanische Systeme (NEMS), Chips, auf denen viele dünne Nanosaiten mit einem Durchmesser von 100 Nanometern (ein Zehntausendstel Millimeter) angebracht sind. Diese Saiten sind so beschichtet, dass sie jeweils eine bestimmte Molekülsorte anziehen. Zum Messen werden die Saiten in Schwingungen versetzt. Setzt sich ein Molekül daran fest, wird die Saite schwerer und schwingt messbar langsamer. "Eine Messung der Schwingungsperiode ermöglicht also, chemische Substanzen molekülgenau nachzuweisen", erklärt Quirin Unterreithmeier, Physiker an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München.

Künstliche Nase: Nanosaite als Molekülsensor (Foto: LMU)
Künstliche Nase: Nanosaite als Molekülsensor (Foto: LMU)
Stellenmarkt
  1. telent GmbH, Reutlingen, Karlsruhe
  2. Technische Universität Darmstadt, Darmstadt

Nach diesem Prinzip könnte also ein leistungsfähiges chemisches Detektionssystem - eine künstliche Nase eben - gebaut werden. Auf einem Chip von der Größe eines Fingernagels fänden leicht mehrere tausend Saiten Platz. Die praktische Umsetzung bereitet jedoch noch einige Probleme. So können zwar Nanosaiten aus leitfähigen Materialien magnetomechanisch, piezoelektrisch oder elektrothermisch zum Schwingen gebracht werden. Die Saiten müssen dazu aus Metall bestehen oder mit Metall beschichtet sein. Solche Nanosaiten schwingen jedoch nicht genug, um als empfindliche Messfühler einzelne Moleküle aufspüren zu können.

Die Münchner Wissenschaftler haben nun Nanosaiten aus Silizium-Nitrid konstruiert, die bessere Messergebnisse erbringen. Da dieses Material jedoch nicht leitend ist, bedürfte es einer anderen Methode, um die Saiten zum Schwingen zu bringen. Dieses Problem lösten die Wissenschaftler, indem sie sich das Prinzip der dielektrischen Wechselwirkung zunutze machten: Zwei Goldelektroden erzeugen ein elektrisches Feld, das die Saiten in Schwingungen versetzt. Diese werden von zwei weiteren Elektroden gemessen.

Den Aufbau hätten die Wissenschaftler im Ätzverfahren hergestellt, erklärt die Physikerin Eva Weig. Es sei ohne großen Aufwand möglich, ihn auch "in zehntausendfacher Wiederholung auf einem Chip" zu realisieren. Außer als künstliche Nase seien weitere Anwendungen für Silizium-Nitrid-Nanosaiten denkbar, etwa in der Messtechnik oder als Taktgeber für Uhren.

Die Münchner Forscher beschreiben ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Nature.



Anzeige
Hardware-Angebote
  1. 339,00€ (Bestpreis!)
  2. täglich neue Deals bei Alternate.de

spanther 27. Apr 2009

Naja, ich weis nicht ob sie Erfolgreich ist und darum, bin ich da kritisch ^^ Weis ich...

Richie Rich 24. Apr 2009

bei Richie Rich :-)

MartinP 24. Apr 2009

Country & Westen Style Taucht bei ca 2:15 kurz im Gesicht von Lee Marvin auf: http://www...


Folgen Sie uns
       


LG G8x Thinq - Hands on

Das G8x Thinq von LG kann mit einer speziellen Hülle verwendet werden, die dem Smartphone einen zweiten Bildschirm hinzufügt. Golem.de hat sich das Gespann in einem ersten Kurztest angeschaut.

LG G8x Thinq - Hands on Video aufrufen
Golem Akademie: Von wegen rechtsfreier Raum!
Golem Akademie
Von wegen rechtsfreier Raum!

Webdesigner, Entwickler und IT-Projektmanager müssen beim Aufbau und Betrieb einer Website Vorschriften aus ganz verschiedenen Rechtsgebieten mitbedenken, um Ärger zu vermeiden. In unserem neuen eintägigen Workshop in Berlin erklären wir, welche - und wo die Risiken lauern.

  1. In eigener Sache Wie sich Unternehmen und Behörden für ITler attraktiv machen
  2. In eigener Sache Unser Kubernetes-Workshop kommt auf Touren
  3. In eigener Sache Golem.de sucht Developer (w/m/d)

HP Pavilion Gaming 15 im Test: Günstig gut gamen
HP Pavilion Gaming 15 im Test
Günstig gut gamen

Mit dem Pavilion Gaming 15 bietet HP für 1.000 Euro ein Spiele-Notebook an, das für aktuelle Titel genügend 1080p-Leistung hat. Auch Bildschirm und Ports taugen, dafür nervt uns die voreingestellte 30-fps-Akku-Drossel.
Ein Test von Marc Sauter

  1. Gaming-Notebooks Asus ROG mit Core i9 und fixen oder farbstarken Displays

Hue Sync: Hue-Effektbeleuchtung dank HDMI-Splitter einfacher nutzbar
Hue Sync
Hue-Effektbeleuchtung dank HDMI-Splitter einfacher nutzbar

Mit Hue Sync können Philips-Hue-Nutzer ihre Lampen passend zu Filmen oder Musik aufleuchten lassen - bisher aber nur recht umständlich über einen PC. Die neue Play HDMI Sync Box ist ein Splitter mit eingebautem Hue-Sync-Controller, an den einfach Konsolen oder Blu-ray-Player angeschlossen werden können.
Ein Hands on von Tobias Költzsch

  1. Signify Kleiner Schalter und Steckdose für Philips Hue
  2. Smart Home Philips-Hue-Leuchtmittel mit Bluetooth
  3. Smart Home Philips Hue mit Außenbewegungsmelder und neuen Außenlampen

    •  /