Entwicklung einer Technologie zur Beschichtung poröser Substrate mit NO-attraktiven Substanzen

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Entwicklung einer Technologie zur Beschichtung poröser Substrate mit NO-attraktiven Substanzen
Projektleitung Marion Wienecke , Prof. Dr. rer. nat. habil.
Kürzel
Projektbeginn 01. März 2003
Projektabschluss 28. Februar 2005
Projektpartner
Projektbeteiligte Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik ,
Projektmittel 122000 €
Mittelgeber BMWA-Projekt (ProInno)
Fakultät(en) Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Forschungsschwerpunkte(e) Neue Materialien
Hyperlink http://www.ifod.hs-wismar.de/

Inhalt

Die Messung von Stickstoffmonoxid (NO) in der Ausatemluft des Menschen kann zur Diagnose und zur Ermittlung des Ausmaßes von entzündlichen Atemwegserkrankungen eingesetzt werden. Darüber hinaus wird Stickstoffmonoxid auch zur Therapie, insbesondere in der Pädiatrie, eingesetzt. Eine Überwachung der Konzentration ist in diesem Falle vorgeschrieben.

Mit diesem Projekt wollen wir in Kooperation mit der Firma IT Dr. Gambert GmbH eine Vorrichtung entwickeln, mit deren Hilfe man geringe Konzentrationen von Stickstoffmonoxid nachweisen kann. Dabei geht es um die Akkumulation, d. h. die Anreicherung eines Mediums mit NO aus z. B. der Atemluft oder anderweitig geringe Konzentrationen an NO und damit die Erhöhung der Konzentration in einem Messvolumen.

Die Idee zu einer Vorrichtung zur Akkumulation von NO hat die Firma IT Dr. Gambert bereits patentieren lassen und mit Hilfe dieses Projektes soll diese zu einem Prototypen für ein neues Produkt weiterentwickelt werden. Es handelt sich dabei um ein Gerät, bei dem die Ausatemluft eines Patienten über ein Material geleitet wird, dass eine selektive Affinität für NO besitzt und das im Atemgas enthaltene NO absorbiert. Das Material soll auf der Oberfläche eines porösen Substrates befinden und damit eine große Oberfläche aufweisen und die Absorption des NO soll durch Temperaturerhöhung reversibel sein. Nachdem eine definierte Menge Atemluft auf das Material eingewirkt hat, wird das Gerät verschlossen und das Trägermaterial aufgeheizt, so dass das NO resorbiert und nun in dem kleineren Messvolumen in höherer Konzentration vorliegt. An das Messvolumen angeschlossen gehört zu dem Gerät ein NO-Sensor, z. B. ein elektrochemischer Gassensor. Setzt man einen amperometrischen elektrochemischen Gassensor ein, lassen sich verschiedene Auswertungsverfahren heranziehen. Verläuft der Ausheizprozess bei gegebener Geometrie reproduzierbar, kann die Peakhöhe des Messsignals als Maß für die Konzentration bzw. den Partialdruck eingesetzt werden. Die Kalibrierung erfolgt mittels einer Kalibrierfunktion, die einmal ermittelt wird und elektronisch entsprechend gespeichert wird. Diese gesamte Einrichtung ist Ziel des Kooperationsprojektes. Die Vorrichtung ist in den Abbildungen 1 und 2 schematisch dargestellt. Das Teilprojekt des Antragstellers bezieht sich auf die Material- und Technologieentwicklung für das offenporige Substrat mit der NO-absorbierenden Schicht.