Nanoröhrchen können Sauerstoff in Gasgemischen messen

(CONNECT) Aus einem Verbundmaterial von Kohlenstoffnanoröhren mit Titandioxid haben Chemiker der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) laut einer Mitteilung einen winzigen Hochleistungssensor zur Detektion von Sauerstoff realisiert. Die Nanoröhrchen wurden auf Basis von Graphen konzipiert. Graphen besteht aus Kohlenstoffatomen, die in einem flachen sechseckigen Gitter zweidimensional miteinander verbunden sind und dabei aus nur einer Atomlage bestehen. Die Wahl fiel auf Graphen-Nanoröhrchen, da sie eine energiesparende Plattform bilden, die Sensortätigkeit bereits bei Zimmertemperatur erlauben.

Als dritte Komponente des Sensors setzen die Forschenden einen Farbstoff ein. Dieser sogenannte Fotosensibilisator fängt grünes Licht ein und wandelt es in elektrische Ladung um. Auftreffender Sauerstoff behindert diesen Ladevorgang und löst so die Sensoraktivität aus. Der neuartige Minisensor soll so Sauerstoff in komplexen Gasgemischen präzise detektieren. Der Detektor wurde von den Forschenden bereits zum Patent angemeldet und für den Feldeinsatz vorbereitet. Die Studie wurde aktuell im Fachmagazin „Advanced Science“ publiziert.

Das Team um den Chemiker Máté Bezdek, der an der ETH Professor für funktionelle Koordinationschemie ist, sucht aktuell nach Industriepartnern, um die Technologie zu erweitern und weiterzuentwickeln. Laut Mitteilung wird langlebigen und zuverlässigen Sensoren, die Sauerstoff spezifisch in Gasgemischen messen, ein jährliches Marktvolumen von rund 1,4 Milliarden Dollar zugeschrieben. Ziel der Gruppe ist es, das Anwenden von Sensoren auf dieser Basis auch auf andere Umweltgase auszuweiten. ce/eb