Mobiler Detektor Mit chemisch-optischer Messtechnik einen Sprengstoff aufspüren

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Geräte zum Aufspüren von Sprengstoff sind teuer und wenig mobil. Ein Start-up-Unternehmen will das ändern. Der von ihnen entwickelte Detektor wiegt 1,3 kg. Nach der Messung stark kontaminierter Proben muss nur der Chip ausgetauscht werden.

Auf Flughäfen oder in kritischen Infrastrukturen werden spezielle Sprengstoffspürhunde eingesetzt, die mit ihren feinen Nasen Sprengstoffe aufspüren. Um einen wirksamen Sprengstoff herzustellen, werden in der Regel verschiedene Sprengstoffe zu einem wirksamen Sprengstoff gemischt.

Aus technischer Sicht bieten sich Sensoren zur Detektion von Explosivstoffen an. Ein Gründerteam der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) will einen mobilen Sprengstoffspurendetektor auf den Markt bringen, der Sprengstoffe zuverlässiger und vor allem mobil aufspürt.

Bisher nur wenige tragbare Geräte

Im zivilen Sicherheitsbereich erfolgt die Detektion von Explosivstoffen, wie an Sicherheitsschleusen von Flughäfen, bisher überwiegend mit stationären Geräten. Die wenigen tragbaren Geräte, die derzeit auf dem Markt angeboten werden, sind mit einem Gewicht von durchschnittlich fünf Kilogramm nur sehr eingeschränkt für den mobilen Einsatz geeignet. Zudem sind Wartung und Reinigung dieser Geräte sehr kostenintensiv.

„Für die meisten Anwender sind die verfügbaren Geräte zu teuer in der Anschaffung. Außerdem sind sie nicht wasserbeständig und daher bei hoher Luftfeuchtigkeit anfällig für Fehlalarme. Da sie auf Basis der Ionenmobilitätsspektroskopie arbeiten, enthalten einige Geräte eine radioaktive Quelle und unterliegen damit zahlreichen Sicherheitsbestimmungen bei Transport, Lagerung, Anwendung und Entsorgung“, erklärt Mustafa Biyikal, Experte für chemische Sensoren bei der BAM.

Leistungsfähiger Detektor ist kostengünstig

Biyikal hatte sich vor einigen Jahren zum Ziel gesetzt, einen Sprengstoffdetektor zu entwickeln, der nicht nur leistungsfähiger, sondern auch leichter und kostengünstiger ist als bisherige Geräte. Gemeinsam mit seinem Mentor Knut Rurack von der BAM entwickelte er eine neuartige Detektionschemie, die auf einer chemisch-optischen Messtechnik basiert und für die er inzwischen mehrere Patente hält.

Dabei werden spezielle Farbstoffe eingesetzt, um Sprengstoffe aufzuspüren. Sie reagieren auf den Sprengstoff, beispielsweise TNT, und ändern ihr Fluoreszenzverhalten, das wiederum von einem Photoelektronenvervielfacher registriert und in ein elektronisches Signal umgewandelt wird.

Die Detektion erfolgt innerhalb von Sekunden. Ein Alleinstellungsmerkmal: Nach der Messung einer stark kontaminierten Probe muss nur der Chip ausgetauscht, nicht aber das ganze Gerät aufwendig gereinigt werden. Außerdem gelang es, die Detektion von Nitro-, Nitrat-, Peroxid- und anorganischen Sprengstoffen auf einem briefmarkengroßen Chip (Lab-on-a-Chip) unterzubringen und damit Gewicht einzusparen.

Start-up entwickelt Sprengstoffdetektor

Jetzt will der Sensorik-Experte den nur 1,3 kg schweren Sprengstoffdetektor mit einem Start-up zur Marktreife bringen. Dazu gründet er gemeinsam mit seinen BAM-Kollegen Martin Kaiser, Experte für künstliche Intelligenz, und Bruno Jan Rycek, Experte für Finanzen und Marketing, sowie Christopher Walter, Ingenieur aus der Luftfahrtindustrie, die True Detection Systems GmbH (TDS).

In den kommenden eineinhalb Jahren wird das Team durch das EXIST-Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unterstützt. EXIST richtet sich unter anderem an Wissenschaftler aus außeruniversitären Forschungseinrichtungen, die eine Geschäftsidee rund um ein innovatives Produkt realisieren wollen.

Ab 2025 will das Team den Sprengstoffsensor zunächst in der EU und Großbritannien auf den Markt bringen. Später dann auch in den USA, Kanada und Asien.

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