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KIT auf der Hannover Messe 2019

Elektronische Nase für viele Gerüche

26. März 2019, 16:30 Uhr   |  Markus Haller

Elektronische Nase für viele Gerüche
© mavo | Shutterstock.com

Eine Nase misst zwar nicht quantitativ, kann dafür aber sehr viele unterschiedliche Gerüche erkennen. Das Prinzip wird aktuell von Smelldect und dem KIT auf Geruchssensoren übertragen.

KIT und Smelldect entwickeln einen anlernbaren Geruchssensor. Damit soll er deutlich vielseitiger einsetzbar sein als gängige Geruchsanalysetechnik. Der Prototyp wird auf der Hannover Messe gezeigt – als eins von mehreren Entwicklungsprojekten.

Auf der HMI vom 1. bis 5. April wird das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) großflächig vertreten sein. Aus der aktuellen Forschung, unter die auch der mit Smelldect entwickelte Geruchssensor »eNase« fällt, wird in Halle 2 ausgestellt.

Elektronische Nase

KIT auf der Hannover Messe

Demonstrator der elektronischen Nase vom KIT und Smelldect. Nach der Einlernphase können olfaktorische Informationen schnell und einfach erfasst werden.
3D-Modell einer Produktionshalle. Mittels der „Click & Build“-Technik können solche 3D-Objekte einfach erstellt werden.
Beschichtung für Schiffsrümpfe nach bionischem Vorbild: Die Oberfläche der künstlich hergestellten Polymerprobe hält unter Wasser eine dünne Luftschicht. Damit wird u.a. die Schiffsreibung reduziert und die Anlagerung von Meeresorganismen verhindert.

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Er unterscheidet sich von der etablierten Geruchsanalysetechnik darin, dass er nicht auf die präzise chemische Analyse einer eng gefassten Stoffklasse spezialisiert ist. Stattdessen vergleicht der Sensor einen Geruch mit einem vorher angelernten Referenzgeruch. Auf dieser Grundlage lassen sich allgemeine Unterscheidungen wie gefährlich oder ungefährlich treffen. Das Prinzip entspricht dem einer elektronischen Nase.

Der Geruchssensor ist nur wenige Zentimeter groß und besteht aus einem Chip mit Nanodrähten aus Zinndioxid. Ist ein bestimmtes Geruchsmuster im Chip eingelernt, benötigt der Geruchssensor für den Vergleich mit einem unbekannten Geruch einige Sekunden. Laut KIT soll die elektronische Nase preiswert, anlernbar und universell einsetzbar sein. Mögliche Anwendungsszenarien sind intelligente Brandmelder, die Überwachung der Raumluftqualität oder die Lebensmittelkontrolle. Die Technik soll nun so weit verkleinert werden, dass sie in einem Smartphone Platz findet.

Einfacher zum digitalen Zwilling

Ein digitaler Zwilling kann Zeit und Kosten sparen, etwa durch die virtuelle Inbetriebnahme einer Anlage, die entwicklungsbegleitende Simulation eines Prototypen oder die virtuelle Begehung einer ganzen Produktion noch vor dem ersten Spatenstich. Mittlerweile sind digitale Zwillinge nicht mehr nur ein Thema für Großunternehmen, sondern sind auch Mittelständlern zugänglich.

Das KIT zeigt ein im Industrie 4.0 Collaboration Lab entwickeltes System, über das erstmals ein zentraler Dienst sämtliche für einen digitalen Zwilling notwendigen 3D-Bestandsdaten hardware- und softwareunabhängig bereitstellt. Der hohe Aufwand für die Modellerzeugung macht Automatisierung unverzichtbar. Dafür wird eine €»Click & Build€«-Technik verwendet, um aus Punktwolken 3D-Modelle zu generieren. Messdaten – die beispielsweise mit einer Drohne erstellt wurden – können mit einem Klick in virtuelle 3D-Objekte überführt werden.

Weniger Reibungsverluste für Schiffe

Seit 2018 wird im EU-Projekt AIRCOAT eine Schiffsbeschichtung entwickelt, mit der Reibungsverluste deutlich reduziert werden sollen. An dem Projekt sind zehn Forschungseinrichtungen beteiligt, wissenschaftlich koordiniert vom KIT. Auf der Hannover Messe wird nun ein Demonstrator einer selbstklebenden Folie gezeigt, die auf den Schiffsrumpf aufgebracht wird.

Sie erzeugt eine dünne Lufthülle, die neben geringerer Reibung auch eine physikalische Barriere zwischen Rumpfoberfläche und Wasser erzeugt. Das verhindert Fouling, also die Ansiedlung von Meeresorganismen am Schiffsrumpf, die Freisetzung von bioziden Substanzen aus darunterliegenden Beschichtungen ins Wasser und vermindert die Abstrahlung von Schiffslärm.

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