Forschende entwickeln kleinsten Partikelsensor der Welt |
TU Graz, ams und Silicon Austria Labs entwickelten einen kompakten und energieeffizienten Messsensor für mobile Endgeräte, der die Nutzerinnen und Nutzer in Echtzeit über den Feinstaubgehalt in der Luft informiert und sie bei erhöhten Werten warnt.
Er ist etwas kleiner als zwei aufeinander gestapelte Ein-Cent-Münzen, aufgrund der Größe besonders energieeffizient, benötigt keine Wartung und findet Platz in mobilen Endgeräten: Der kleinste Partikelsensor der Welt. Smartphones, Smartwatches oder Fitnessarmbänder können mit dieser 12 mal 9 mal 3 Millimeter kleinen Innovation erstmals die Qualität der Umgebungsluft in Echtzeit messen und bei erhöhten Feinstaubwerten Alarm schlagen.
Innovative Umsetzung
Entwickelt wurde der Sensor von
Paul Maierhofer im Rahmen seiner Dissertation am Institut für
Elektrische Messtechnik und Sensorik der TU Graz gemeinsam mit
Fachleuten des Halbleiterherstellers ams und mit Forschenden von Silicon
Austria Labs (SAL). Grundlage für die Entwicklung waren bekannte
Verfahren konventioneller Messgeräte sowie moderne Fertigungs- und
Integrationsmethoden, die das Projektteam in einem Innovationsprozess
zusammenführten. Die Innovation ist die Miniaturisierung selbst, wie
Maierhofer erklärt: „Der Sensor bewegt sich genau an der Grenze des
physikalisch und technisch Machbaren und beinhaltet eine Menge Kniffe,
um in dieser Größe zu funktionieren.“
Verhalten an die Umgebungsluft anpassen
Der
immense gesellschaftliche Nutzen dieses neuen innovativen
Partikelsensors liegt auf der Hand: Laut einer Studie der Europäischen
Umweltbehörde (EEA) sterben allein in Europa jährlich über 400.000
Menschen vorzeitig an den Folgen der Feinstaubbelastung. Mithilfe von
Wearables, die mit dem neuen Partikelsensor ausgestattet sind, kann jede
und jeder Einzelne die Umgebungsluft überwachen und bei
gesundheitsgefährdenden Feinstaubwerten sofort reagieren. „Etwa, indem
beim Joggen oder auf dem täglichen Weg in die Arbeit besonders belastete
Strecken gemieden werden“, so Alexander Bergmann, Leiter des Instituts
für Elektrische Messtechnik und Sensorik der TU Graz und Doktorvater von
Paul Maierhofer.
Die Luftqualität verbessern
Der
Sensor kann neben Wearables auch in lokalen Anwendungen – sowohl im
Haushalt als auch im Freien – integriert werden und liefert so eine noch
nie dagewesene Vielzahl an Messwerten. Bergmann ist überzeugt davon,
dass das eine Zäsur in der Luftgüteüberwachung darstellt: „Eine
engmaschige und flächendeckende Überwachung der Luftqualität scheiterte
bisher an der Größe, der Komplexität und an den Kosten aktuell
verfügbarer Messsensoren. Hier schließt unser Partikelsensor eine
Lücke.“ Die gewonnenen Daten können als Grundlage für weitere
Regulierungsmaßnahmen dienen sowie das Feinstaub-Problem noch stärker
ins öffentliche Bewusstsein rücken.
Mit der von
Halbleiterhersteller ams angestrebten Serienfertigung will man einen
Preis erreichen, der deutlich unter den derzeit verfügbaren Sensoren
liegt.
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.tugraz.at/tu-graz/services/news-stories/medienservice/einzelansicht/article/steirische-technologieinnovation-kleinster-partikelsensor-der-welt-kommt-aus-graz/
Quelle: Technische Universität Graz (09/2020) |