Energie & Umwelt

Mit Laser Spurenstoffe im Wasser entdecken

Die Systemtechnik-Absolventin Manuela Wipf wird für Ihre Bachelor-Arbeit mit dem Förderpreis 2020 von sensors.ch ausgezeichnet. Ihr Messverfahren könnte helfen, in Echtzeit Mikroplastik im Wasser nachzuweisen.

Die Systemtechnik-Absolventin Manuela Wipf hat ein Messverfahren weiterentwickelt, mit dem lichtabsorbierende Stoffe wie Nigrosin, Nanosilber und Carbon Nanotubes von wenigen Mikrogrammen pro Liter in Echtzeit im Wasser detektiert werden können. Dabei setzt sie auf die sogenannte photothermische Interferometrie – kurz PTI. Die Forschungsgruppe von Prof. Dr. Ernest Weingartner am Institut für Sensorik und Elektronik FHNW arbeitet seit Jahren mit PTI, um beispielsweise winzig kleine Russpartikel in der Luft nachzuweisen. Manuela Wipf hat in ihrer Bachelor-Arbeit gezeigt, dass die Methode auch bei Wasser genutzt werden kann. Für ihre Leistung wird sie nun mit dem Förderpreis 2020 von sensors.ch, der Schweizerischen Sensorvereinigung, ausgezeichnet.

Die Versuchsvorrichtung für die Bachelor-Thesis von Manuela Wipf.

Auch zum Nachweis von Mikroplastik geeignet

Beim neuen Messverfahren erwärmt ein Laser die lichtabsorbierenden Partikel. Der Laser misst zeitgleich auch die durch den PTI Effekt verursachte Erwärmung. Je höher die Veränderung, desto mehr lichtabsorbierende Partikel hat es im Wasser. Ein Vorteil dieser Methode liegt darin, dass die spezifische Detektion auch in Gegenwart von anderen lichtstreuenden Partikeln möglich ist, somit absorbierende Partikel auch in “trüben” Lösungen empfindlich und selektiv nachgewiesen werden können. Durch Anpassen der Lichtwellenlänge ist es denkbar, dass sich das neue Verfahren auch für den spezifischen Nachweis von Mikro- und Nanoplastik im Trinkwasser eignet, ein hochaktuelles, vieldiskutiertes Thema zur Qualität der Wasserversorgung.

«Für uns war dies eine der besten Bachelor-Thesen, die wir in den letzten Jahren begleiten durften», sagt Ernest Weingartner, der zusammen mit Bradley Visser die Abschlussarbeit von Manuela Wipf betreute, «sie zeigt beeindruckend die hohe Leistungsfähigkeit und Praxistauglichkeit unserer Absolventen». Manuela Wipf konnte nach ihrem Bachelor-Abschluss im Herbst 2019 als Wissenschaftliche Assistentin im Institut für Sensorik und Elektronik FHNW an ihrem Messverfahren weiterarbeiten. Ziel ist die weitere Optimierung und der praktische Einsatz im Feld – beispielsweise bei der Qualitätsüberwachung unseres Trinkwassers.

Feinstaubmesstechnik und Aerosoltechnologie

Das Institut für Sensorik und Elektronik FHNW verfügt ausgezeichnete Kompetenzen in der Entwicklung von Feldmesstechnik bis zur Feinstaubüberwachung.

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