Winzige selbst-organisierende Siliziumchips könnten in Zukunft Luft- oder Wasserverschmutzung sichtbar machen. Der “intelligente Staub” lagert sich an spezielle Oberflächen an und liefert durch Farbumschläge Informationen über seine Umgebung. Das berichten amerikanische Chemiker in der Fachzeitschrift PNAS (Online-Vorabveröffentlichung vom 25. August, cgi/doi/10.1073/pnas.1233824100).
Die von Michael Sailor und Jamie Link von der Universität von Kalifornien in San Diego entwickelten Mini-Sensoren besitzen zwei farbige, spiegelnde Oberflächen, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Die eine Seite der winzigen Chips ist wasserabweisend und glänzt grünlich, während die andere wasserliebend und rötlich ist.
Befinden sich die Mini-Chips im Wasser, orientieren sie sich automatisch mit der wasserliebenden Seite zum Wasser hin, so dass der wasserabweisende Teil in die Luft zeigt. Dadurch erscheint die Oberfläche grün. Ist dem Wasser etwas Öl oder eine andere unlösliche Substanz beigemischt, dreht sich die wasserabweisende Seite so, dass sie den Öltropfen berührt und die wasserliebende Seite nach außen zeigt. Die Oberfläche erscheint dann rot.
Winzige Poren in der Oberfläche der Chips ermöglichen den Forschern zusätzlich, die Substanz zu identifizieren, mit der die Sensoren in Berührung kommen: Da ein Teil der Stoffe in die Poren eindringt, verändert sich die Farbe der Sensor-Oberfläche. Der Grad dieser Farbveränderung zeigt den Wissenschaftlern an, welche Substanz vorliegt.
Die Herstellung dieser Mini-Chips sei ein Schlüsselschritt auf dem Weg zur Entwicklung eines Mikro-Roboters von der Größe eines Sandkorns, sagt Studienleiter Sailor. Diese Roboter könnten dann in der Medizin, der Umweltanalyse oder der Biowaffen-Überwachung eingesetzt werden.
ddp/bdw ? Ilka Lehnen-Beyel
