Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der Hauptanteil der z. Zt. hergestellten Grundsensoren(Transducer) basiert weltweit auf dem Herstellungsverfahren Dickschichttechnologie. Auf einen planaren Grundk\u00f6rper(Substrat) werden \u00fcberwie-gend im Siebdruckverfahren funktionelle Strukturen aufgetragen, getrocknet und ausgeh\u00e4rtet. Dieses Gesamtsystem wird im Hinblick auf den exponentiell steigenden Markt f\u00fcr Schnelltests zunehmend zu einem Entsorgungsproblem. Das Vorhaben zielt auf die Erprobung und Optimierung biologisch abbaubarer Substratmaterialien in Verbindung mit recyclebaren umweltfreundlichen speziellen Beschichtungsmaterialien planarer dickschichtstrukturierter Grundsensoren (Transducer) f\u00fcr die quantitative amperometrische oder potentiometrische Indikation umweltrelevanter Schadstoffe.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Vorhaben gliedert sich in die folgenden Arbeitsschritte:
\n1.\tTestung und Modifizierung biologisch abbaubarer Substratmaterialien
\n2.\tEntwicklung biologisch abbaubarer niedertemperaturh\u00e4rtender siebdruckf\u00e4higer Pr\u00e4parate
\n3.\tEntwicklung und Optimierung des Grundsensor-Layouts
\n4.\tTestung der nach den Punkten 1…3 hergestellten und optimierten Grundsensoren auf ihre biologische Abbaubarkeit im UFZ\/UbZ gem\u00e4\u00df Lastenheft und einschl\u00e4giger Standards
\n5.\tApplikative Charakterisierung und Validilierung der Sensoren mittels elektrochemischer Untersuchungsmethoden bei SensLab Leipzig. Dabei werden die Sensoren sowohl als amperometrisches System zur direkten Detektion elektroaktiver Substanzen als auch als Transducer f\u00fcr Biosensoren auf ihre Eignung untersucht. Als Modellanalyte, f\u00fcr die die Sensoren beispielhaft modifiziert werden, sind Wasserstoffperoxid und Phenole vorgesehen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurden in erster Linie alle geeignet erscheinenden biologisch abbaubaren Werkstoffe als Substratmaterial f\u00fcr planar strukturierte Sensorelemente getestet. Dabei konnten durch die sehr gute kooperative Zusammenarbeit mit der Projektgruppe im Umweltbiotechnologischen Zentrum Leipzig neueste Forschungsergebnisse bei der Entwicklung von biologisch abbaubaren Werkstoffen einflie\u00dfen. Des weiteren sind an das Substratmaterial angepasste niedrig aush\u00e4rtbare Polymer-Dickschichtpasten entwickelt worden, die alle technischen Anforderungen an einen Sensor f\u00fcr Schnelltests erf\u00fcllen und durchaus vergleichbar sind mit Sensoren, welche kommerzielle Tr\u00e4germaterialien bzw. Polymerpasten verwenden. Abschlie\u00dfend kann res\u00fcmierend festgestellt werden, dass erstmals die M\u00f6glichkeit besteht, die millionenfach anfallenden verbrauchten Sensorelemente nicht mehr als Sonderm\u00fcll, sondern umweltfreundlich als biologisch abbaubares Material zu entsorgen.
\nDie Ergebnisse im Umweltbiotechnologischen Zentrum Leipzig haben gezeigt, da\u00df die Geschwindigkeit des biologischen Abbaues(vor allem beim relativ dicken Substratmaterial) nicht ausreicht, um die Sensorelemente im normalen Kompostierbetrieb mitentsorgen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ver\u00f6ffentlichung der Ergebnisse erfolgt gemeinsam in Abstimmung mit den Projektpartnern.
\nDa dickschichtstrukturierte Sensorelemente gr\u00f6\u00dftenteils weltweit \u00e4hnlich aufgebaut sind, k\u00f6nnen die Ergebnisse weitestgehend f\u00fcr die \u00fcberwiegende Zahl dieser Sensoren genutzt werden. Das hei\u00dft, Millionen von Sensorelementen w\u00fcrden nicht als Sonderm\u00fcll anfallen, sondern als biologisch abbaubare Stoffe.
\nF\u00fcr Firmen, die diese Technologie in ihre Produktion einf\u00fchren m\u00f6chten, ist eine entsprechende Beratung und Betreuung \u00fcber die Laufzeit des Projektes hinaus notwendig.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Vorgehensweise bei der Bearbeitung des Projektes hat sich aus jetziger Sicht bew\u00e4hrt.
\nSystematisch wurden die einzelnen M\u00f6glichkeiten der Auswahl der Substratwerkstoffe sowie der Bindemittel f\u00fcr Isolations- und Leitschichten untersucht. Durch die sehr gute Zusammenarbeit mit einer Projektgruppe im Umweltbiotechnologischen Zentrum Leipzig, die an der Entwicklung von PHB-Werkstoffen arbeitet, war es m\u00f6glich, f\u00fcr das Substrat Materialien einzusetzen, die dem neuesten Stand der Forschung bei biologisch abbaubaren Werkstoffen entsprechen.
\nBei den Isolations- und Leitschichten wurde die Zusammensetzung systematisch in Richtung eines schnelleren biologischen Abbaus optimiert. Das Hauptziel war die Entwicklung von biologisch abbaubaren Sensorelementen, die nicht als Sonderm\u00fcll entsorgt werden m\u00fcssen. Dieses Ziel wurde auf jeden Fall erreicht.Die weiteren Untersuchungen im Umweltbiotechnologischen Zentrum Leipzig haben gezeigt, da\u00df beim biologischen Abbau(vor allem wegen der notwendigen Materialst\u00e4rke) nicht die hohe Geschwindigkeit erreicht wird, dass auch eine Entsorgung im normalen Kompostierbetrieb erfolgen kann.
\nDie beim Projektpartner SensLab erfolgten Tests auf Einhaltung der technischen Parameter zeigten die volle Funktionsf\u00e4higkeit der Sensor-Prototypen im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen kommerziellen Sensoren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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