Zuverlässigere Gasdetektion: lebensrettend und umweltschützend
Schutz und Sicherheit hängen in vielen Situationen mit Gasdetektion zusammen - man denke nur an Brände, Gaslecks und chemische Angriffe. Es besteht die Nachfrage nach kleineren und zuverlässigeren Gasspürsystemen, die mit sogenannten Festkörper-Gassensoren funktionieren, die auf Entwicklungen in der Nanotechnologie basieren. Das EU-finanzierte Nanos4-Projekt ("Nano-structured solid-state gas sensors with superior performances") entwickelte neuartige Festkörper-Metalloxidsensoren, die äußerst empfindlich und leistungsstark auftreten. Die Technologie basiert auf einkristallinen und stabilen Nanogürteln, die aus Zinnoxid (SnO2), Zinkoxid (ZnO) sowie Indium (III)-oxid (In2O3) bestehen. Diese wurden in die Technologie integriert, während in bisherigen Modellen eingesetzte herkömmliche Nanodrähte weggelassen wurden, sodass ein direktes Einbauen in Gassensorgeräte möglich ist. Der Einsatz von Metalloxiden zur Herstellung dieser Geräte sowie spezieller Nanokristalle und Nanopulver haben die Technik effizienter als je zuvor gemacht. Weitere beteiligte Verfahren sind die Elektronenstrahlverdampfung, die Hydrothermalsynthese und die elektromechanische Synthese. Außerdem wurden Gas-Oberflächen-Wechselwirkungen und elektrische Modelle untersucht, wobei man sich dem neuesten Stand der Technik in diesem Bereich annäherte und die Entwicklung verbesserter kommerzieller Produkte zum Ziel hatte. In der Testphase wurden Gas-Sensor-Arrays in winzig kleine Mikroreaktorsysteme eingebettet und über Mikropumpen betrieben. Überdies wurde ein ortsveränderlicher Mikroreaktor-Sensor-Array entwickelt. Dieser lässt auf vielversprechende kommerzielle Anwendungen hoffen. Die Projektpartner fassten die verschiedenen Anwendungen zusammen, bei denen diese Technologie zum Einsatz kommen könnte. Neben der allgemeinen Brandüberwachung gehören Brandfrüherkennung in Flugzeugen, Kabinenluftüberwachung, Ozondetektion, Kohlenmonoxid-Detektion, Geruchsnachweis, Verbrennungs- und Umweltüberwachung sowie andere Bereiche dazu. Zu diesem Zweck wurden die Sensoren mit Erfolg mechanischen und ökologischen Stabilitätstests unterzogen, wobei mehrere Prototypen am Boden getestet und entwickelt wurden. Es konnten neue Anwendungsgebiete identifiziert werden; mögliche Industriepartner wurden kontaktiert. Schließlich wurde ein Produktions-Geschäftsplan für drei ausgewählte Fertigungsprozesse vorbereitet, wobei es sich um die Herstellung dünner Schichten, von Nanodrähten und Nanopulver handelte. Die Realisierung dieser Pläne bedeutet ein völlig neues, höheres Technologieniveau der Gasdetektion.
