In der Wasserversorgung ist man ständig Bakterien auf der Spur, die der Gesundheit schaden könnten. Aus regelmäßigen Proben werden Kulturen angelegt, in denen vorhandene Bakterien wachsen können, bis sie zuverlässig zu bestimmen sind. Acht bis zwölf Stunden dauert es, auf diese Art festzustellen, ob das geprüfte Trinkwasser einwandfrei oder verseucht ist.
Mikroben per Infrarot aufspüren
Für WaterSpy wählte das Entwicklerteam einen anderen Ansatz. Er basiert darauf, dass Strahlung aus dem mittleren Infrarotbereich Bakterien nicht unverändert passiert. Die Einzeller „schlucken“ einen Teil der ausgesendeten Strahlen. Das heißt: Beim Empfänger des Messgeräts kommt weniger von dem gesendeten Licht an, wenn Mikroorganismen im Weg sind. Aus der Art und Weise, wie das Licht absorbiert wird, wollen die Forscher wiederum schließen, um welche Bakterien es sich handelt.
Schnellere Detektion von Bakterien
„Damit würden die Messungen sehr stark beschleunigt“, erklärt Bernhard Schmauß, Professor für Optische Hochfrequenztechnik und Photonik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Ein Viertelliter Wasser könnte in 30 bis 45 Minuten geprüft werden, sodass täglich zwischen 30 und 50 Tests in einer Trinkwasseranlage möglich wären – Qualitätsanalyse am laufenden Band. Bisher sind für vergleichbare Messungen drei Tage erforderlich.
Das angestrebte kompakte Gerät könnte in den bestehenden Labors installiert werden. „Unsere Aufgabe ist die Aufbereitung und Verarbeitung der Messsignale“, erläutert der Wissenschaftler. In drei Jahren soll der Messapparat konstruiert und zum Spion ausgebildet sein - inklusive praktisches Training in zwei italienischen Anlagen.
Hintergründe des Forschungsprojekts
Entwickelt wird die Apparatur seit Anfang November 2016 in einem Zusammenschluss von Wissenschaftlern und Unternehmen aus sieben europäischen Ländern. Professor Bernhard Schmauß und sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Matthias Bär sind an diesem multinationalen, fachübergreifenden Projekt beteiligt.
Finanziert wird das Forschungs- und Entwicklungsprojekt von Horizon 2020, einem EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation.
Die Initiative geht auf die Photonics 21 Public Private Partnership zurück. Außer dem Cyprus Research and Innovation Centre als Koordinator und der FAU beteiligen sich der Nationale Forschungsrat CNR sowie Iren aus Italien, das Schweizer Unternehmen Alpes Lasers, die Technische Universität Wien, die Nationale Technische Universität Athen und AUG Signals Hellas aus Griechenland sowie Vigo Systems aus Polen.
