Israelische Wissenschaftler enwickeln Spürnasen-Chip

Forscher der Universität Tel Aviv in Israel haben einen Chip entwickelt, der in der Lage ist, Sprengstoffe wie Trinitrotoluol (TNT) aufzuspüren. Die Sensorchips sind den Wissenschaftlern zufolge Spürhunden und allen anderen bekannten Nachweismethoden für Explosivstoffe weit überlegen.

Diese „Nano-Spürnasen“ bemerken TNT-Konzentrationen von einem Millionstel (1 ppm). Sie sollen nicht nur dabei helfen, Terroranschläge zu vereiteln, sondern auch Verunreinigungen anzeigen – etwa von ehemaligen Militärgeländen.

Der Sensor fußt auf dem Prinzip eines Nano-Feldeffekttransistors (Nano-FET). Anders als ein klassischer Transistor wird er durch ein elektrisches Feld geschaltet. Im Inneren befinden sich Nanodrähte aus Silizium. Diese beschichten sie mit speziellen Siliziumverbindungen, die ihrerseits Aminogruppen tragen.

An diese Aminogruppen binden sich TNT-Moleküle an. Dabei gehen Elektronen von den elektronenreichen Aminogruppen auf das elektronenarme TNT über, wodurch sich die Ladungsverteilung an der Oberfläche der Nanodrähte und daduch deren Leitfähigkeit abrupt ändert. Diese Veränderung lässt sich den Wissenschaftlern zufolge leicht messen.

Flüssige und gasförmige Proben lassen sich so analysieren. Derzeit ist der Sensor allerdings nur in der Lage, TNT nachzuweisen. Die Forscher rund um den Chemiker Fernando Patolsky arbeiten an einem Chip mit großen Nanosensoranordnungen, die verschiedene Sprengstoffe parallel aufspüren sollen.

Ihren Sensor stellten die Wissenschaftler im Magazin Angewandte Chemie vor.