Sensor macht nahinfrarote Strahlen sichtbar
Innovation von Forschern der TU Eindhoven geeignet für Lebensmitteltests und Abfallsortierung
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Neuer Nahinrarotsensor in stark vergrößerter Ansicht (Foto: mantispectra.com) |
Eindhoven (pte002/14.01.2022/06:05)
Fangschreckenkrebse, die ihre Beute in den Korallenriffen tropischer Ozeane jagen, sind in einer Beziehung dem Menschen weit überlegen. Sie besitzen zwölf Rezeptortypen, mit denen sie die ganze Bandbreite des Lichts sehen können, von ultraviolett über das für Menschen sichtbare bis hin zu Nahinfrarot. Wer künftig ein Smartphone kauft ergattert damit zwar nicht die gleiche Sehfähigkeit wie der Fangschreckenkrebs. Doch nah-infrarote Strahlen macht ein neuer Sensor sichtbar, den Forscher der Technischen Universität Eindhoven https://www.tue.nl/en in den Niederlanden entwickelt haben. Er ist so klein, dass er locker in ein Mobiltelefon passt.
[b]Was ist denn drin in der Milch?[/b]
Für Industrie und Landwirtschaft sei das Erkennen von Infrarotstrahlung am interessantesten, sagt Kaylee Hakkel, Doktorandin in der Gruppe Photonik und Halbleiter-Nanophysik am Institut für Angewandte Physik. Mit einem entsprechenden Sensor lassen sich die ernährungsphysiologischen Eigenschaften vieler Nahrungsmittel wie Milch ermitteln. Auch Kunststoffe können damit analysiert werden.
[b]16 Sensoren mit geringen Kosten[/b]
Wie der Fangschreckenkrebs hat der Sensor aus Eindhoven 16 Sensoren, die allerdings lediglich ebenso viele Bandbreiten des nahinfraroten Lichts erfassen. „Die Miniaturisierung der Sensoren bei gleichzeitig niedrigen Kosten war eine große Herausforderung", so Hakkel. „Um das zu erreichen haben wir einen neuen Herstellungsprozess entwickelt." Damit ist es möglich gleichzeitig mehrere Sensoren herzustellen. „Sie sind jetzt bereit für praktische Anwendungen in der realen Welt", so Hakkel.
[b]Ersatz für sperrige Spektrometer[/b]
Maurangelo Petruzzella, der den Sensor gemeinsam mit Hakkel entwickelte, hat mittlerweile das Start-up MantiSpectra gegründet, um den Sensor zur Serienreife zu bringen und zu vermarkten, hat in Tests festgestellt, dass der Fettgehalt von Milch mit Hilfe des neuen Sensors mit der gleichen Genauigkeit ermittelt werden kann wie mit den bisher eingesetzten sperrigen Nahinfrarot-Spektrometern. Dabei wird ermittelt, welche Lichtfrequenzen das zu analysierende Material verschluckt, reflektiert oder umwandelt. Daraus lassen sich die Inhaltsstoffe einer Probe ermitteln. Der Sensor kann beispielsweise auch in Abfallsortieranlagen eingesetzt werden, um Kunststoffarten sortenrein zu trennen.
Der Infrarot-Sensor im Smartphone der Zukunft könne sogar zu Hause genutzt werden um die Qualität von Lebensmitteln zu überprüfen, so Petruzzella.
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