Drohnen spüren gefährliche Chemikalien aus der Luft auf

Es könnte Leben retten: Wenn sich gefährliche Chemikalien von außerhalb einer Gefahrenzone zuverlässig per Drohne entdecken ließen. Ein Spezialpapier soll das möglich machen.

Wer kann sich noch an den Schulunterricht erinnern, als man den Säuregrad von Flüssigkeiten in Form eines pH-Werttests per Lackmuspapier ermitteln sollte? So ähnlich funktioniert auch eine Entwicklung, an der die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) jetzt im Rahmen des Projekts „Passive Smart Dust“ arbeitet. Hier aber geht es nicht um einen einfachen Test im Chemiekurs, sondern darum, Kontaminationen mit riskanten Chemikalien zuverlässig zu erkennen, ohne dabei Menschenleben zu gefährden.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung winziger Papierschnipsel, die mit chemischen Indikatoren beschichtet sind. Sie könnten per Drohne zunächst großflächig über der möglicherweise kontaminierten Fläche verteilt werden. Sinken sie zu Boden und kommen mit verdächtigen Substanzen in Kontakt, ändert sich die Farbe des Papiers – wie beim besagten Lackmustest in der Schule. Diesen Farbwechsel wiederum sollen Kameras an Bord der Drohne in einem weiteren Überflug detektieren und exakt lokalisieren. Parallel dazu wird eine spezialisierte Software entwickelt, die eine automatisierte Analyse der von den Drohnen gesammelten Daten ermöglicht.

Chemosensoren aus Cellulose mit Spezialbeschichtung

Ein Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Chemosensoren praxistauglich zu machen. Sie bestehen aus Cellulose und sollen ein möglichst breites Spektrum an Substanzen und Chemikalien abdecken. Um die Umweltauswirkungen durch das Verstreuen von Papierschnipseln möglichst zu minimieren, wurde deshalb eine biologisch abbaubare Variante des beschichteten Trägermaterials gewählt. Zudem sind die von den Drohnenkameras erfassten Daten durch regelmäßige Tests und Anpassungen zu optimieren. Schließlich soll das gesamte System auch unter ganz verschiedenen Umweltbedingungen zuverlässig funktionieren.

Dem Entwicklerteam am BAM ist aber auch klar, dass die Entwicklung nicht nur technologische, sondern auch ethische Fragestellungen aufwirft. Neben der technischen Machbarkeit und der ökonomischen Herstellung der papierbasierten Chemosensoren steht demnach die Effizienz und Robustheit der Datenverarbeitung im Vordergrund. Außerdem wird die Skalierbarkeit der Technologie für verschiedene Anwendungen und Oberflächen geprüft.