Forscher stellen Prototypen vor Detektor spürt gefährlichen Flüssigsprengstoff auf - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher stellen Prototypen vor

Detektor spürt gefährlichen Flüssigsprengstoff auf

Der experimentelle Aufbau zeigt den Prototypen des Detektors links im Bild, rechts die Lichtquelle und in der Mitte die untersuchte Flüssigkeit in einer Flasche. © Forschungszentrum Jülich

Jülicher Physiker haben einen vielversprechenden neuen Detektor entwickelt, der zuverlässig und blitzschnell zwischen Flüssigsprengstoff und harmlosen Substanzen unterscheiden kann. Den Prototypen dieses „Spürhundes“ stellen sie in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Superconductor Science and Technology“ vor.

„Explosive Flüssigkeiten oder flüssige Komponenten, aus denen sich an Bord eines Flugzeugs Sprengstoff herstellen lässt, können mit unserer Methode in Bruchteilen einer Sekunde identifiziert werden. Unser Verfahren der Flüssigkeitskontrolle ist somit nicht nur weit schneller als andere, es ist auch viel zuverlässiger“, erklärt Professor Knut Urban vom Forschungszentrum Jülich.

Flüssigkeit am „Fingerabdruck“ erkennen

Erfrischungsgetränke, Kosmetika, Medikamente und mehr – seit einem gerade noch rechtzeitig vereitelten Terroranschlag auf ein Linienflugzeug 2006 dürfen Fluggäste Flüssigkeiten und Gele nur noch begrenzt im Handgepäck mit sich führen. Es gibt inzwischen verschiedene Ansätze für Kontrollgeräte, mit denen sich gefährliche Flüssigkeiten identifizieren lassen, aber noch hat sich keines davon an den Flughäfen der Welt durchsetzen können.

Das könnte sich nun mit dem neuen Jülicher Gerät ändern. Urban und sein Team vom Institut für Festkörperforschung nutzen für ihren Detektor eine besondere Form der Spektroskopie, mit der man Substanzen mithilfe elektromagnetischer Strahlung analysieren kann. Jede Flüssigkeit absorbiert und reflektiert Strahlung verschiedener Wellenlängen auf unterschiedliche Weise und kann so anhand ihres spezifischen „Fingerabdrucks“ identifiziert werden.

Alte Idee neu aufgelegt

Die Idee, elektromagnetische Strahlung zu verwenden, um gefährliche Flüssigkeiten aufzuspüren, ist nicht neu. Die bisherigen Systeme nutzen aber nur einen sehr engen Frequenzbereich der elektromagnetischen Strahlung und identifizieren dadurch nur einen kleinen Ausschnitt des Fingerabdrucks. Damit lassen sich gefährliche Substanzen nicht zuverlässig von harmlosen Flüssigkeiten trennen, und bei Mischungen verschiedener Flüssigkeiten besteht die Gefahr falscher Ergebnisse.

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Die Jülicher Forscher entwickelten deshalb ein System, das innerhalb von nur 200 Millisekunden über einen breiten Frequenzbereich von wenigen Gigahertz bis zu einigen Terahertz messen kann. So kann bei jeder Messung ein detaillierter molekularer Fingerabdruck erstellt werden, der einen zuverlässigen Vergleich mit Referenzdaten gefährlicher Flüssigkeiten ermöglicht.

Nanoelektronisches Bauelement als Herzstück

Das Herz des so genannten Hilbert-Spektrometers ist ein neuartiges nanoelektronisches Bauelement, ein so genannter Josephson-Kontakt. Er fungiert als hochempfindlicher, ultraschneller und breitbandiger Sensor und wandelt computergesteuert das aufgenommene Spektrum in ein elektrisches Signal um, mit dem verdächtige Flüssigkeiten angezeigt werden können.

Die Jülicher Forscher demonstrierten bereits erfolgreich, dass ihr System schnell und zuverlässig so unterschiedliche Flüssigkeiten wie Wasser, Ethanol, Methanol, Propanol und Azeton erkennen kann. Yuri Divin, federführender Wissenschaftler dieses Projekts, sagt dazu: „Die Funktionsfähigkeit unserer Methode haben wir damit bewiesen. Nun arbeiten wir daran, das Gerät zu verkleinern und Details zu optimieren und auch andere Anwendungen zu untersuchen. Wir sind uns sicher, dass sich die Industrie interessiert zeigen wird, mit unserer Unterstützung ein marktfähiges Produkt zu entwickeln“.

(idw – Forschungszentrum Jülich, 21.10.2009 – DLO)

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