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Infrarot-Detektor Hertzstück: Auf dem Weg zum Labor für die Hosentasche

Der Infrarot-Detektor Hertzstück von BASF soll in naher Zukunft Smartphones in Labore für die Hosentasche zu verwandeln. Mit dem Miniatur-Spektrometers könnten Konsumenten dann die Zusammensetzung ihrer Lebensmittel überprüfen. Bisher kennt man das Verfahren vor allem aus der Pharmaindustrie.

Analyse von Lebensmitteln mit dem Smartphone Bildquelle: © BASF

Analyse von Lebensmitteln mit dem Smartphone

Entwickelt wurde der Nahinfrarotsensor für Wellenlängen von 1-3 µm vom Start-up TrinamiX, das von Forschern der BASF bereits 2015 in Ludwigshafen gegründet wurde. Die patentierte ultra-dünne Verkapselung der funktionalen Halbleiterschicht ist sehr stabil und schützt den Sensor vor Umwelteinflüssen wie Wasser und Sauerstoff. Diese Miniaturisierung ermöglicht den künftigen Einsatz als Sensor-Chip auf der Platine eines Smartphones.

Bei der Nahinfrarotspektroskopie werden durch ausgesandtes kurzwelliges Infrarotlicht spezifische Molekülschwingungen angeregt, die dann vom Sensor detektiert werden können. Mit großen Geräten wird dieses Verfahren in der Industrie routinemäßig unter anderem zur Qualitätskontrolle bei Nahrungsmitteln und Pharmaprodukten eingesetzt. Mit den entsprechenden Auswerteprogrammen können beispielsweise der Wassergehalt oder der Gehalt an Proteinen und Fetten bestimmt werden. Als Anwendung im Smartphone soll diese Messtechnik zukünftig auch dem Verbraucher Informationen über die unsichtbaren Eigenschaften seiner Nahrung bieten.

Die Untersuchung von Lebensmitteln mit dem eigenen Smartphone erfolgt in wenigen Sekunden und ohne das Produkt zu beeinträchtigen. In bestimmten Fällen sind mit dem Nahinfrarotsensor auch Messungen durch eine Verpackung hindurch möglich, aber gerade für unverpackte oder zubereitete Lebensmittel erscheint der Ansatz besonders sinnvoll. Über den Bereich der Ernährung hinaus lassen sich laut Unternehmen für den Detektor viele weitere Anwendungsmöglichkeiten denken. Dabei kann es um den Feuchtigkeitsgehalt der Haut zur Auswahl von passender Kosmetik, den Wirkstoffgehalt von Medikamenten oder sogar um den Naturfasergehalt von Möbelstoffen gehen. Erste Spektrometer, die den neuen Infrarot-Sensor einsetzen, werden im Jahr 2019 für industrielle und semiprofessionelle Anwendungen verfügbar sein. Im Smartphone für Jedermann wird die Nahinfrarotspektroskopie voraussichtlich ab 2022 Einzug halten. (me)