Sensorchip statt Spürhund auf Sprengstoffsuche

Der Chip sei Spürhunden sowie allen bisherigen Nachweismethoden überlegen, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie". Er solle nicht nur der Vereitelung von Terroranschlägen dienen, sondern auch Kontaminationen auf ehemaligen Militärgeländen anzeigen.

Das Problem beim Nachweis von Explosivstoffen wie TNT ist laut dem Bericht ihre ausgesprochen geringe Flüchtigkeit. Für die Analyse von Luftproben gebe es bisher meist nur teure und zeitraubende Methoden, sperrige Apparate und eine mühselige Probenaufbereitung. Daher sei eine kostengünstige, miniaturisierbare Methode für den Feldeinsatz wichtig.

Transistor mit Nanodrähten
Die Wissenschaftler bauten ihren Sensor auf dem Prinzip eines Nano-Feldeffekt-Transistors auf. Anders als ein stromgesteuerter klassischer Transistor wird er durch ein elektrisches Feld geschaltet. Als Herzstück wählten sie Nanodrähte aus dem Halbleitermaterial Silizium.

Diese beschichteten sie mit speziellen Siliziumverbindungen, an die sich TNT-Teilchen binden. Dabei kommt es zu Veränderungen in der Ladungsverteilung an der Oberfläche der Nanodrähte. Diese abrupte Änderung der Leitfähigkeit lasse sich leicht messen.

Sowohl flüssige als auch gasförmige Proben könnten so analysiert werden. Der Sensor lasse sich durch Waschen schnell regenerieren. Bislang könne er aber nur TNT nachweisen. Die Forscher arbeiten jetzt an einem Chip mit großen Nanosensor-Anordnungen, die ein ganzes Spektrum verschiedener Explosivstoffe parallel aufspüren können.