Onderzoekers van de KU Leuven hebben een elektronische ‘neus’ gemaakt. Via elektronische sensoren kan die schadelijke gassen detecteren. De onderzoekers concentreren zich op CO2 en chemische wapens.
Onderzoekers van de KU Leuven hebben een elektronische neus ontwikkeld. Op zich is zo’n ‘neus’, een chemische gassensor die concentraties van bepaalde stoffen kan opsporen, niets nieuws. Een ademtest tijdens een alcoholcontrole is een e-nose die de hoeveel ethanol in je adem meet. In China al telefoons op de markt die op dezelfde manier het CO2-gehalte in een ruimte meten, zodat je weet of er te veel van in de lucht hangt.. ‘En ook een luchtvochtigheidsmeter is eigenlijk een elektronische neus. En omdat de concentratie vocht in de lucht hoog is, is dat vaak eenvoudig te meten’, vertelt onderzoeker Ivo Stassen, verbonden aan het Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse aan de KU Leuven, aan National Geographic.
Wat wel innovatief is aan het onderzoek van Stassen en zijn team, is dat hun product schadelijke gassen kan opsporen, van pesticiden tot chemische wapens. ‘Het zijn uitdagende moleculen’, zegt Stassen. ‘Lage concentraties kunnen al een enorme impact hebben op de wereld. Het Amerikaanse leger zoekt nog naar manieren om gevaarlijke fosfonaten, die onder andere te vinden zijn in het zenuwgas sarin, op te sporen. Voor de ontdekking van het Belgische onderzoeksteam was dat volgens Stassen niet mogelijk.
Microscopische sponzen
‘Een elektronische neus doet in feite hetzelfde werk als de neus van een organisme’, vertelt hij. Niet evident, zelfs niet in 2016. ‘De geurzin is een van de grote ontbrekende zintuigen in de hedendaagse technologie’, zegt hij. ‘Sommige organismen kunnen hele lage concentraties gassen waarnemen, maar elektronische sensoren nog niet. Een elektronische neus moet enerzijds de juiste moleculen uit de lucht kunnen selecteren, en anderzijds hele lage concentraties moet kunnen waarnemen. Daarvoor zijn selectiviteit én sensitiviteit nodig. Die combinatie is lastig te maken, want de meeste geuren zijn weer een mengsel van verschillende soorten moleculen.’
Om dat probleem op te lossen, ontwikkelden Stassen en zijn team een nieuwe klasse van materialen, zogenaamde Metal-Organic Frameworks (MOFs). Die sensoren werken als een soort microscopische sponzen, die bepaalde gassen in hun poriën kunnen opnemen. Volgens de onderzoekers is het MOF-materiaal relatief eenvoudig te integreren in bestaande elektronica. ‘Je kan een MOF als een dunne film over een oppervlak, bijvoorbeeld van een elektrisch circuit, aanbrengen’, stelt coauteur van de studie professor Rob Ameloot, een collega van Stassen, in een persbericht. Perfect toepasbaar op de microchips in je telefoon dus, wat tot interessante mogelijkheden leidt voor ontwikkelaars van smartphone-apps. (JVL)
