Schnelle Ozonmessungen werden zuverlässiger und billiger

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Michael Ermel legt ein frisches Sensorplättchen in ein Ozonmessgerät ein. Der Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz hat die Sensorplättchen verbessert, die das Spurengas mit Hilfe von Chemilumineszenz messen. (Bild: MPIC, S. Benner)

Schnelle Änderungen der atmosphärischen Ozonkonzentration kann man zukünftig mit höherer Genauigkeit messen: Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz haben Sensorplättchen verbessert, die das Spurengas mit Hilfe von Chemilumineszenz messen.

Die Forscher optimierten die Farbstoffgemische und das Trägermaterial der Plättchen. Damit erhöht sich ihre Nutzungsdauer, die Messungen werden zuverlässiger und für die Herstellung sind 80 % weniger Chemikalien nötig.

Die schnelle Messung von Ozon ist bei zahlreichen wissenschaftlichen Anwendungen notwendig. Will man beispielsweise untersuchen, wie hoch die Aufnahme von Ozon in Ökosystemen ist, sind Messfrequenzen von 10 Hz und mehr notwendig. Standardmäßig kommen sogenannte Chemilumineszenz-Sensoren zum Einsatz. Dabei nutzt man kleine Aluminiumplättchen aus der Dünnschicht-Chromatographie, die mit Farbstoffen beschichtet sind, die wiederum in Verbindung mit Ozon leuchten. Das Lichtsignal wird von einem Sensor gemessen. Typische Farbstoffe sind Cumarin-Derivate.

Eine neue Methode zur Herstellung der Sensorplättchen macht nun die Messungen zuverlässiger, genauer und billiger. Die Sensorplättchen ermöglichen nicht nur eine stabilere Messung. Das neue Verfahren verlängert auch die Zeit, in der zuverlässige Messungen möglich sind von wenigen Tagen auf eine Woche. Das spart Zeit und Kosten. Entwickelt wurde die Methode von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz. "Kommerzielle Sensorplättchen waren oft unzuverlässig in ihrer Empfindlichkeit und Stabilität. Deswegen haben wir uns auf die Suche nach einer verbesserten Rezeptur gemacht, um die Sensorplättchen selbst herzustellen", sagt Michael Ermel, Doktorand in der Abteilung Biogeochemie.

Ermel und seine Kollegen experimentierten daher nicht nur mit dem Mischungsverhältnis der Chemiluminszenz-Farbstoffe, sondern variierten auch die Schichtdicke der Reagenzien auf den Sensorplättchen. Heraus kam eine Methode, die die Mainzer Forscher kürzlich in der Zeitschrift "Environmental Science and Technology" veröffentlichten. Damit ist das Herstellungsverfahren, das im Vergleich zu herkömmlichen Sensorplättchen auch bis zu 80 % Chemikalien spart, für jeden Forscher nachzulesen. Vor wenigen Wochen erhielt die Publikation mit der Aufnahme in die Liste der Environment Progress Series eine zusätzliche Auszeichnung.

Kontakt:
Michael Ermel
Max-Planck-Institut für Chemie
E-Mail: [email protected]

Dr. Ivonne Trebs
Max-Planck-Institut für Chemie
E-Mail: [email protected]