Neue Messtechnologie der TU Wien zur Detektion von Umweltschadstoffen
Die Technische Universität Wien (TU Wien) hat eine innovative Methode entwickelt, um kleinste Mengen verschiedener Schadstoffe in Luft und Wasser schnell und präzise nachzuweisen. Dieses Verfahren nutzt Nanomembranen in Kombination mit Infrarotstrahlung und ermöglicht eine deutlich schnellere und empfindlichere Analyse als bisherige Techniken.
Funktionsweise der Messtechnik
Das Verfahren basiert auf der Bestrahlung von Partikeln, die sich auf einer ultradünnen Membran ablagern, mit Infrarotlicht. Unterschiedliche Moleküle absorbieren spezifische Wellenlängen, was zu einer Erwärmung der Partikel und der Membran führt. Diese Temperaturänderung beeinflusst die Schwingungseigenschaften der Membran, die gemessen und zur Identifikation der chemischen Zusammensetzung genutzt werden können.
Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden
- Nachweis von Substanzen im Nano- bis Pikogrammbereich
- Ergebnisse innerhalb von Minuten statt Tagen oder Wochen
- Reduzierte Probenahmezeit, was kostengünstige und flexible Feldstudien ermöglicht
- Hohe Empfindlichkeit und Transportabilität der Sensoren
Anwendungsbeispiele
Die Technologie wurde erfolgreich zur Analyse von Aerosolen in der Atmosphäre eingesetzt, unter anderem in arktischen und antarktischen Regionen. Dort konnten Forscher die vertikale Verteilung und zeitliche Veränderung von Luftpartikeln mittels Fesselballons untersuchen. Zudem ermöglichte die Methode die Detektion winziger Rückstände von Nylon aus Teebeuteln in nur 100 Nanolitern Wasser, was etwa einem Tausendstel eines Tropfens entspricht.
Entwicklung und Kommerzialisierung
Die Messtechnik wurde über mehrere Jahre am Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme der TU Wien in Kooperation mit dem Spin-Off Invisible-Light Labs entwickelt. Das Produkt „EMILIE™“ ist mittlerweile auf dem Markt erhältlich. Erste wissenschaftliche Publikationen bestätigen die Leistungsfähigkeit der Methode, darunter Artikel in den Fachzeitschriften „Science Advances“ und „ACS Nano“.
Ausblick
Die Forscher planen, die Technologie weiter zu optimieren und kommerziell zu etablieren, um einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten. Die hohe Sensitivität und schnelle Analytik eröffnen neue Möglichkeiten in der Umweltüberwachung und Schadstoffdetektion.
Kontakt für wissenschaftliche Rückfragen
Prof. Silvan Schmid
Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme
Technische Universität Wien
Telefon: +43 1 58801 36604
E-Mail: silvan.schmid@tuwien.ac.at
Wissenschaftliche Publikationen
- M. Surdu et al., „Quantifying submicrometer atmospheric aerosol chemical composition using nanoelectromechanical Fourier transform infrared spectroscopy“, Science Advances (2016). DOI: 10.1126/sciadv.aeb2254
- J. Timarac-Popovic et al., „Picogram-Level Nanoplastic Analysis with Nanoelectromechanical System Fourier Transform Infrared Spectroscopy: NEMS-FTIR“, ACS Nano 20/14 (2026)
