Handy gibt Ozonalarm

Sensor des Fraunhofer IAF und der TU Ilmenau misst Ozonbelastung zu jeder Zeit an jedem Ort

Handy gibt OzonalarmDer miniaturisierte Ozonsensor erreicht Messempfindlichkeiten von 40 ppb und ist nach zwei Minuten bereit für einen neuen Messzyklus © Fraunhofer IAF

Forschern des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF in Freiburg und einer Arbeitsgruppe um Professor Oliver Ambacher an der Technischen Universität Ilmenau(seit Oktober 2007 Leiter des IAF) ist es gelungen, einen völlig neuartigen, hochempfindlichen, miniaturisierten Ozon-Sensor zu entwickeln. Aufgrund seiner geringen Abmessungen ist der innovative Sensor prädestiniert, um in mobile Geräte, wie Handys und PDAs eingebaut zu werden.

Auf die Rückseite einer violetten Leuchtdiode (LED) wurde eine nur 15 Nanometer dicke Indiumoxidschicht mit einem Niederdruck-Gasphasen-Verfahren abgeschieden. Der elektrische Widerstand dieser Nano-Schicht ändert sich durch Oxidation proportional zur Ozon-Konzentration in der Umgebungsluft. Schaltet man die LED ein, regeneriert sich der Sensor durch einen kalten photochemischen Reduktionsprozess. Der Sensor ist nach 2 Minuten wieder bereit für einen neuen Messzyklus. Mess-Empfindlichkeiten von bis zu 40 parts per billion (Teilchen pro Milliarde, entspricht etwa 80 μg/m3) konnten mit diesem neuartigen Bauelement bereits demonstriert werden.

Bisherige Sensoren mussten auf Temperaturen von fast 300 Grad Celsius aufgeheizt werden, um die Messoberfläche zu regenerieren. Dadurch sind herkömmlichen Sensoren relativ teuer, benötigen viel Energie und können nicht überall eingesetzt werden.

Ozon in der Atemluft ist ein zunehmendes Gesundheitsproblem für die Menschen in unserer technisierten Welt. Quellen für dieses gesundheitsschädliche Gas sind unter anderem Industrie- und Verkehrsemissionen, die bei wärmerem Wetter in Verbindung mit intensiver UV-Strahlung bodennahes Ozon bilden, den Sommersmog. Auch Laserdrucker und Kopiergeräte in Büroumgebungen können eine Quelle für diese Belastung sein.

Das stark oxidierend wirkende Gas kann beim Menschen Symptome wie Tränenfluss, Schleimhautreizungen in Rachen, Hals und Bronchien, Kopfschmerzen, Hustenreiz oder auch eine Verschlechterung der Lungenfunktion verursachen. Aufgrund der erheblichen Gesundheitsgefährdung durch Ozon will die Europäische Kommission den Richtwert von derzeit 120 auf 60 parts per billion bis zum Jahr 2010 senken. Zur Überwachung dieser neuen Bestimmung ist jetzt ein erheblich gestiegener Bedarf an neuen, empfindlichen und kostengünstigen Ozon-Sensoren entstanden.