Ein Forscherteam aus Schweden und Deutschland hat den kleinsten Beschleunigungssensor der Welt aus hochleitfähigem Graphen entwickelt. Der winzige Sensor kann in tragbare elektronische Geräte wie beispielsweise in Smartphones integriert werden.
Nanotechnik ist die Zukunft
Jahrelang galten MEMS (Micro-Elektro-Mechanische-Systeme) als Basis für Innovationen in der Sensor- und Medizintechnologie. NEMS (Nano-Elektro-Mechanische-Systeme) lösen die Microtechnik nun ab.
Warum eignet sich Graphen als Material?
Graphen verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften und weist eine sehr dünne Schichtstruktur auf. Durch diese dünne Schichtstruktur, können Komponenten wesentlich verkleinert werden. Graphen verändert seinen Widerstand, sobald es einem Druck oder einer Dehnung ausgesetzt wird. Darüber hinaus weist Graphen eine sehr gute Leitfähigkeit auf, so dass die Elektronen leicht und schnell durch das Material flitzen können. Aus diesem Grund handelt es sich bei Graphen um einen der besten Werkstoffe für Beschleunigungssensoren.
In welchen Bereichen kann der Sensor eingesetzt werden?
Der winzige Beschleunigungssensor, der von den Forschern der Königlichen Technischen Hochschule (KTH) Stockholm zusammen mit Kollegen der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen entwickelt wurde, kann unter anderem in der Navigation oder als Schrittzähler eingesetzt werden. In der Medizin können die kleinen Sensoren zur Überwachung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verwendet werden. Als Grundlage von Motion-Capture-Wearables können die winzigen Sensoren kleinste Bewegungen registrieren. So kann zum Beispiel der Blutdruck, der Blutzucker oder die Herzfrequenz gemessen werden. Ebenso können Wechselwirkungen zwischen Biomolekülen oder zwischen künstlichen Implantaten und Gewebezellen untersucht werden. Auch für Systeme wie Mikrofone, Gyroskope, Resonanten oder Aktuatoren kann das NEMS-Prinzip genutzt werden.
Wie geht es mit NEMS weiter?
Das Ziel der Forscher aus Deutschland und Schweden ist es, eine industriell nutzbare Produktionstechnik zu entwickeln. Professor Max Lemme, Inhaber des Lehrstuhls für Elektronische Bauelemente der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen blickt optimistisch in die Zukunft: „(…) das Material könnte in einigen Jahren zur Marktreife gelangen. Um dies zu erreichen, arbeiten wir an industriekompatiblen Herstellungs- und Integrationsmethoden.“
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