Fraunhofer IPMS entwickelt kompaktes Messsystem für Umwelt- und Gefahrstoffmonitoring
Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS hat mit FastSense ein Forschungsprojekt zur Entwicklung eines tragbaren Messsystems für Umwelt- und Gefahrstoffmonitoring gestartet. Das geht aus der jüngsten Pressemitteilung des Instituts hervor. Gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) und dem Zentrum für angewandte Forschung und Technologie e.V. (ZAFT) soll FastSense die Lücke zwischen aufwendiger Laboranalytik und dem Bedarf an schneller, robuster Vor-Ort-Messtechnik schließen.
Miniaturisierte Analytik soll komplexe Messdaten vor Ort auswerten
FastSense zielt auf ein mobiles Analysegerät, das die Trennung von Substanzen in einem Gaschromatographen mit der anschließenden Messung in einem miniaturisierten Ionenmobilitätsspektrometer koppelt. Die Auswertung soll über KI-basierte Algorithmen laufen, die komplexe dreidimensionale Datensätze automatisch verarbeiten. Auf dieser Grundlage sollen auch sehr geringe Konzentrationen relevanter Substanzen erkannt und charakteristische Muster direkt identifiziert werden. Zunächst soll eine kompakte erste Systemversion entstehen, die anschließend unter anwendungsnahen Umweltbedingungen erprobt wird.
Fraunhofer IPMS entwickelt dafür den IMS-Chip, die zugehörige Elektronik und das Gesamtsystem. Das UFZ bringt die Anforderungen aus der Umweltanalytik ein und begleitet die Validierung mit realen Proben. ZAFT übernimmt die KI-gestützte Auswertung der GC-IMS-Daten.
Wachsender Bedarf an schneller Stoffanalytik
Mit FastSense reagieren die Projektpartner auf ein bekanntes Defizit der Umweltanalytik: Viele chemische Veränderungen lassen sich zwar messen, bislang aber häufig nur zeitverzögert und mit hohem Aufwand im Labor. Gerade Belastungen in Wäldern und anderen Ökosystemen, etwa durch Trockenheit, Krankheiten oder Schädlingsbefall, schlagen sich in veränderten flüchtigen organischen Verbindungen nieder. Chemische Markerstoffe sollen direkt vor Ort schneller und gezielter nachweisbar werden. Über die Umweltanalytik hinaus sieht Fraunhofer IPMS Einsatzmöglichkeiten auch in der zivilen Sicherheit, etwa beim Erkennen von Gefahr- oder Explosivstoffen, sowie in der industriellen Prozessüberwachung.
Das Kooperationsprojekt läuft noch bis Dezember 2027. Die Finanzierung kommt aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) sowie aus Steuermitteln des Sächsischen Landtags.
