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Gassensorik

Neuer Verbundwerkstoff fungiert als CO2-Sensor

8. Juni 2015, 13:08 Uhr | Nicole Wörner

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Chemische Veränderungen im Material

Nicht nur dies verblüffte die Wissenschaftler. Auch waren sie überrascht, dass die Leitfähigkeit des Verbundwerkstoffs bei Umgebungstemperatur CO2-abhängig ist. »Bisher bekannte, so genannte chemoresitive Materialen zeigen diese Eigenschaft erst ab einer Temperatur von mehreren hundert Grad Celsius«, so Dorota Koziej. Aus bisherigen chemoresistiven Materialien gebaute Sensoren mussten deswegen auf eine hohe Betriebstemperatur geheizt werden. Beim neuen Verbundwerkstoff ist dies nicht nötig, was die Anwendung deutlich erleichtert.

Wie die CO2-abhängige Veränderung der Leitfähigkeit zustande kommt, ist noch nicht im Detail geklärt. Die Wissenschaftler fanden jedoch Hinweise darauf, dass es an der Grenzfläche zwischen den Nanopartikeln und des Polymers auf der Nanometer-Skala zu chemischen Veränderungen kommt, wenn CO2-Moleküle anwesend sind. »Wir vermuten, dass diese Effekte die Mobilität der geladenen Teilchen im Material verändern«, so Koziej.

Atemluftmessgeräte für Taucher

Bestehende CO2-Messgeräte funktionieren meist optisch und nutzen die Tatsache, dass CO2 Infrarotlicht absorbiert. Im Vergleich mit diesen Geräten können nach Angabe der Forschenden mit dem neuen Material sehr viel kleinere, portable Geräte entwickelt werden, die außerdem weniger Energie benötigen. »Denkbar sind etwa portable Geräte zur Atemluftmessung für Taucher, Extrembergsteiger oder medizinische Anwendungen«, so Koziej.