Trainierte Rettungshunde sind noch immer die besten Katastrophenhelfer. Dank ihrer empfindlichen Nase können sie Menschen aufspüren, die bei einem Erdbeben oder von einer Lawine verschüttet worden sind. Wie alle Lebewesen brauchen Hunde allerdings ab und an Erholungspausen. Außerdem sind sie oft nicht sofort in Katastrophengebieten verfügbar, und Hundestaffeln müssen von weit her anreisen.
Pausenlos einsatzbereit ist hingegen eine neue Messapparatur von Forschern um Sotiris Pratsinis, Professor für Verfahrenstechnik an der Schweizer ETH Zürich. In den vergangenen Jahren entwickelten die Wissenschaftler kleine und äußerst empfindliche Gassensoren für Azeton, Ammoniak und Isopren – alles Stoffwechselprodukte unseres Körpers, die wir in geringen Konzentrationen ausatmen und ausdünsten. Die Forschenden kombinierten diese Sensoren nun in einem Gerät mit zwei kommerziellen Sensoren für CO2 und Feuchtigkeit.
Chemischer „Fingerabdruck“
Wie Labortests in Zusammenarbeit mit österreichischen und zyprischen Wissenschaftlern ergaben, lassen sich mit dieser Sensorkombination verschüttete Personen sehr gut aufspüren. Die Forschenden nutzten eine als Verschüttungssimulator entwickelte Versuchskammer am Institut für Atemgasanalytik der österreichischen Universität Innsbruck in Dornbirn, in welcher freiwillige Versuchspersonen einzeln während zwei Stunden ausharrten.
„Die Kombination von Sensoren für unterschiedliche chemische Verbindungen ist wichtig, weil die einzelnen Stoffe auch andere Quellen als den Menschen haben können. CO2 zum Beispiel kann sowohl von einer verschütteten Person als auch von einem Brandherd stammen“, erklärt Andreas Güntner, Postdoktorand in Pratsinis Gruppe und Erstautor der Studie. Dank der Kombination der Sensoren erhalten die Wissenschaftler zuverlässige Hinweise auf die Anwesenheit von Menschen.
Das kleinste und günstigste Gerät
Die verwendeten Gassensoren haben die Größe eines kleinen Computerchips. „Sie sind etwa gleich empfindlich wie die meisten Ionenmobilitäts-Spektrometer, die mehrere tausend Franken kosten und die Größe eines Koffers haben“, sagt Pratsinis. „Unsere handliche Sensorkombination ist mit Abstand das kleinste und günstigste Gerät, das ausreichend empfindlich ist, um verschüttete Personen zu erkennen. In einem nächsten Schritt möchten wir unter Realbedingungen testen, ob es sich für den Sucheinsatz nach Erdbeben oder Lawinenniedergängen eignet.“
Auch für unzugängliche Katastrophengebiete
Für die Suche nach Verschütteten gibt es zwar bereits elektronische Geräte, diese arbeiten jedoch mit Mikrofonen und Kameras. Die Idee der ETH-Forscher ist, solche Hilfsmittel mit den chemischen Sensoren zu ergänzen. Derzeit suchen sie Industriepartner oder Investoren, die den Bau eines Prototypen unterstützen.
Auch Drohnen oder Roboter ließen sich mit den Gassensoren ausrüsten. So könnte man Gebiete absuchen, die zu Fuß nicht oder nur schwer zugänglich sind. Weitere mögliche Anwendungen wären das Aufspüren von blinden Passagieren oder das Aufdecken von Menschenschmuggel.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.8b00237
