Geruchssensoren fürs Smartphone für einen künstlichen Geruchssinn

Mit elektronischen Geruchssensoren könnten Smartphones bald frische Milch von saurer unterscheiden. Im Labor schnüffeln bereits lernfähige E-Nasen.

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(Bild: Albert Hulm)

Von
  • Arne Grävemeyer
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Gerüche sind überall und verraten sehr viel über die Dinge um uns herum, zum Beispiel über Kräuter, über den Reifegrad von Früchten oder den von Käse. Gerüche warnen vor giftigen Lösungsmitteln oder vor einem Zimmerbrand. Aber Gerüche lassen sich bisher nur schwer digitalisieren. Analysen im Massenspektrometer etwa sind aufwendig und teuer und bestimmen erst einmal nur chemische Komponenten. Deren Bedeutung ist dann immer noch extra zu interpretieren.

Ein Team um Professor Christof Wöll am Institut für funktionelle Grenzflächen des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) geht im Labor einen vergleichsweise einfachen und direkten Weg. Es hat als Geruchssensoren sogenannte Quarz-Mikrowaagen entwickelt. Diese bestehen aus Quarzresonatoren, die heute als elektronisches Massenprodukt für wenige Cent verfügbar sind und beispielsweise in Smartphones die genaue Einhaltung von Sende- und Empfangsfrequenzen gewährleisten. Diese Bauteile reagieren sehr empfindlich auf Gewichtsveränderungen an ihrer Oberfläche.

Die Forscher beschichteten die Quarzresonatoren mit porösen Materialien, sogenannten metallorganischen Gerüstverbindungen (Metal-Organic Frameworks, MOFs). Moleküle in der vorbeiströmenden Luft können dort eindringen und finden dann in den Gerüststrukturen unterschiedlich starken Halt. Diese MOFs lassen sich chemisch leicht variieren. So entstehen Beschichtungen, die charakteristische Moleküle besonders stark an sich binden, die wiederum für sehr unterschiedliche Gerüche stehen können.

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