Sensor Chips: Ihr Einsatz in der Arbeitswelt ist unverzichtbar

Es gibt immer weitere Fortschritte in der Nanotechnologie. Forscher entwickeln sogenannte Sensor Chips, die sensibel auf Parameter der Um- und Arbeitswelt reagieren können. Die technischen Möglichkeiten bieten viele Chancen für die Zukunft.

Herstellung der Chips

Die Chips sind ca. zwei Millimeter groß und sehr empfindlich. Sie können Bewegungen von zehn Femtometern erkennen, was der ungefähren Länge eines Atomkerns entspricht. Solche Beschleunigungssensoren können in der Medizin und der Biologie eingesetzt werden, da sie in der Lage sind, den Herzschlag zu fühlen. Geforscht wird an diesen Projekten durch den Computerkonzern HP. Andere Sensor Chips sind auf unterschiedliche Bereiche spezialisiert. Es gibt Chips, die riechen und schmecken können. Durch einen Laser können Bestandteile einer Flüssigkeit, eines Feststoffs oder eines Gases analysiert werden. So kann der sensible Sensor vor Pestiziden oder Salmonellen warnen.

Anwendungsmöglichkeiten in der Arbeitswelt

Das Forschungsprojekt Cense (Central Nervous System for the Earth) setzt sich mit den Sensoren intensiv auseinander. Vorgänge aus der Umwelt sollen transparent gemacht werden. Dafür eignet sich ein globales Sensornetzwerk aus vielen Milliarden drahtlosen Detektoren. Anwendung finden könnten die Chips beispielsweise im Verkehr und Auskunft geben über Straßenbedingungen und das Wetter. Möglichkeiten finden sich ebenfalls in der Natur, wo Schadstoffe erkennbar werden könnten. Auch in der Kontrolle von Lebensmitteln könnten sie hilfreich sein, um Bakterien zu identifizieren. Es wäre leicht, Schäden an Brücken und Altbauten zu finden. Die Chips sind jeweils auf unterschiedliche Einflüsse spezialisiert, ebenfalls hergestellt werden sollen Licht-, Temperatur und Luftfeuchtigkeitschips.

Fortschritte in der Nachhaltigkeit

Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet könnte die Energieversorgung sein. Umweltschutz wird immer wichtiger und Chips können Abhilfe leisten. Laut Statistiken gehen um die 40 Prozent der elektrisch erzeugten Energie verloren. Sensor Chips können an den unterschiedlichsten Punkten des Stromnetzes angebracht werden, um wichtige Daten zu liefern. Auf diese Weise könnten Strombetreiber Energie, Kosten und Material einsparen, indem sie ihre Arbeitsweisen effizienter gestalten könnten. Mithilfe der Chips ist es möglich, Unregelmäßigkeiten zu erkennen und anhand dieser Informationen Strom umzuleiten. Gerade nachhaltige Energie, wie Wind- oder Sonnenenergie, kann so leichter ins Netz integriert werden.

Neue Technologie ist teuer

Gerade in der Anfangszeit ist jede neue Technologie deutlich teurer als herkömmliche Alternativen. Sensoren bestehen aus einem Prozessor, Detektor, Antennen, Batterie und Sender. Die billigsten belaufen sich auf ca. 20 Euro. Sollte beispielsweise die Golden Gate Bridge überwacht werden, damit konstant die Bausubstanzen überprüft werden können, wäre ein Netzwerk aus Sensoren nötig. Dieses würde um die 10.000 Sensoren benötigen. Die Chips würden Auskunft geben über gefährliche Beschädigungen wie Risse, Bewegungen der Fugen oder Schwingungsverhalten.

Um die Chips flächendeckend einzusetzen, sind Miniaturisierung und Kosteneffizienz notwendig. Langfristig gehen Hersteller davon aus, dass die Kosten für die Chips auf unter zehn Cent pro Sensor fallen werden. Die Chips benötigen ausreichend Energie, um untereinander und mit größeren Systemen zu kommunizieren. Deshalb wird an miniaturisierten Energieumwandlern geforscht.

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