Wenn bestimmte Polymere in Kontakt mit einem geeigneten Lösungsmittel kommen, lösen sie sich nicht, sondern quellen auf. Ist das Lösungsmittel Wasser, spricht man von "Hydrogelen". Bestimmte Hydrogele könne das bis zu 100-fache ihrer Eigenmasse in Form von Wasser aufnehmen. Die Menge des aufgenommenen Wassers hängt bei "intelligenten" Hydrogelen von einer Vielzahl von Eigenschaften des Lösungsmittels ab, so zum Beispiel von der Temperatur, vom pH-Wert oder der Konzentration gelöster Salze.

Anhand des Quellgrades Stoffkonzentrationen bestimmen - dieses Prinzip nutzen Wissenschaftler der TU Dresden nun in einem neuen Messgerät. Es beruht auf dem Prinzip der Quarzmikrowaage. Tritt an der Oberfläche eines Schwingquarzes eine Massenänderung auf, so verändern sich die Resonanzeigenschaften des Schwingquarzes. Mit der heutzutage vorhandenen Messtechnik ist es so möglich, selbst geringste Massenzunahmen im Bereich von wenigen Nanogramm zu registrieren. Für die Massenänderung auf der Quarzoberfläche wiederum sorgt das eingesetzte "intelligente" Hydrogel, welches auf die Quarzoberfläche aufgebracht wurde.

Die Vorteile des Messgerätes, das im Rahmen eines vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und der Sächsischen Aufbaubank (SAB) geförderten Projekts gemeinsam mit einem Industriepartner entwickelt wurde, liegen auf der Hand. Es ist klein, kompakt und dadurch transportabel. Messwerte können innerhalb weniger Sekunden einfach abgelesen werden. Aufwändige Laboranalysen können somit eingespart werden.

Die Wissenschaftler haben mit dem neuen Messgerät bereits erfolgreich
ph-Werte und die Konzentration kommerzieller Reinigerlösungen
bestimmen können. Das entwickelte Messprinzip ist aber auch auf viele andere Messaufgaben übertragbar, etwa um Schadstoffkonzentrationen im Trinkwasser zu analysieren. Dazu muss das "intelligente" Hydrogel lediglich an die gewünschte Anwendung angepasst werden.

Autor: Martin Morgenstern

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