DustEar: Aerosol-Partikel akustisch messen

Luftverschmutzung, insbesondere durch Feinstaub, ist ein globales Problem. Aber wie misst man einfach und trotzdem präzise die Feinstaub-Konzentration? DustEar, basierend auf „akustischer Impaktion“ von Aerosol-Partikeln, ist die Lösung von Prof. Dr. Ernest Weingartner und Nadine Karlen des ISE, und wird nun als Innosuisse Projekt zu einem Demonstrator realisiert.

Trotz diverser Massnahmen bleibt die Luftverschmutzung in der heutigen Zeit ein globales Problem, weil die Partikel einerseits einen Einfluss auf unser Klima ausüben und andererseits negative Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben. Als Feinstaub werden Teilchen mit einem Durchmesser unter 10 Mikrometern (PM10) bezeichnet. Aufgrund ihrer geringen Grösse können diese Partikel leicht in die Lunge sowie ins Blut gelangen und so zu Atemwegserkrankungen oder zu Schäden an verschiedenen Organen führen. Sie gelten deshalb als besonders gesundheitsschädlich.

Am ISE wurde ein neuartiger Sensor entwickelt, der aus der akustischen Impaktion von Aerosolpartikeln auf einen Piezotransducer die Masse von einzelnen Partikeln bestimmt. Daraus lässt sich die Partikelmassenkonzentration ableiten. Dieses direkte und einfache Messprinzip namens DustEar (Direct Ultrasonic Sizing Tool with Electroacoustic Aerosol Recognizer) füllt eine Lücke zwischen bestehenden teuren High-End-Geräten und indirekten preisgünstigen Messverfahren, wenn die Nachweisgrenze genügend gesenkt werden kann. Dadurch soll in Zukunft ein dichteres Messnetzwerk zur zuverlässigen Überwachung von PM-Werten ermöglicht werden.

Von der Innosuisse wurde nun ein neues Projekt bewilligt, in dem dieser Sensor zu einem robusten und präzisen Demonstrator weiterentwickelt wird, der dann in einem nächsten Schritt von einem Schweizer Industriepartner kommerzialisiert werden kann. Das Innosuisse-Projekt dauert 18 Monate und hat ein Budget von 361’000 CHF.

Kontakt: Prof. Dr. Ernest Weingartner, Nadine Karlen