Besserer Nachweis von Benzolgas
Flüchtige organische Verbindungen, oder auch VOCs, treten als Gase aus bestimmten Feststoffen und Flüssigkeiten aus. Mit anderen Worten, sie verdunsten bei Raumtemperatur (unter Alltagsbedingungen, was sie in Verbraucherprodukten besonders gefährlich macht) und gelangen so durch die Atmung, durch Verschlucken oder über die Haut in den Körper. Wegen ihrer schädlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt werden diese Stoffe sorgfältig kontrolliert. Benzol ist eine bekannte VOC, die als natürlicher Bestandteil von Rohöl sowie als Krebserreger auftritt. Trotz seiner nachweislich gesundheitsschädlichen Wirkung zählt Benzol zu den am häufigsten genutzten Industriechemikalien. Es wird intensiv in der petrochemischen Industrie sowie in Lösungsmitteln, Reinigern und Pharmazeutika eingesetzt. Es gibt zahlreiche Benzolgassensoren, welche die in Proben enthaltene Benzolmenge in Anteilen pro Milliarde messen (ppb). Durch Nanomaterialien, deren Oberflächenstruktur und Chemie der Größenordnung von Atomen und Molekülen entspricht, werden hochempfindliche und spezifische Sensoren ermöglicht. Mit anderen Worten, die Erkennungs- und Bindungsstellen auf Nanomaterialien könnten sogar einzelne Gasmoleküle erkennen. Ein europäisches Konsortium versuchte, mit EU-Mitteln des Projekts nano2hybrids, durch funktionalisierte Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) spezifische Bindestellen zu aktivieren und somit deutlich verbesserte Benzoldetektoren zu entwickeln. Bei CNTs handelt es sich um einen Nanomaterialtyp, der unter extremer Vergrößerung wie aufgerollter Maschendraht aussieht. Durch das Aufbringen von Metallnanoteilchen verschiedener Größen und Verteilungen konnten die Wissenschaftler die CNT-Oberflächen verändern. Zur Gasabscheidung kamen verschiedene, teils bekannte, teils für das Projekt entwickelte Verfahren zum Einsatz, von denen eines patentiert wurde. Die Prozesse wurden genau ausgewertet, um kritische Parameter zu identifizieren und zu optimieren. Die resultierenden Materialien wurden hinsichtlich ihrer Mikrostruktur und benzolbindenden Eigenschaften umfassend bestimmt. Durch Experimente und numerische Modellierung entwickelte nano2hybrids einen revolutionären, bereits zum Patent angemeldeten Benzolsensor, der Konzentrationen weit unter 20 ppb erkennen kann. Das Projekt erhielt internationale Auszeichnungen, auch für das Format und die Nützlichkeit seiner Website. Unabhängige Gutachter verwenden die Website sogar als Beispiel für beste Webpraxis in der EU.
