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IR-Spektrometer im Hosentaschenformat Upgrade fürs Smartphone: Fettgehalt von Lebensmitteln messen

| Autor/ Redakteur: Christian Böhme* / Christian Lüttmann

Wenn das Smartphone zum Smart-Lab wird: Mit dem kompakten Infrarot-Detektor „Hertzstück“ erlaubt Trinamix, eine Tochtergesellschaft der BASF, Analytik im Hosentaschenformat. Der kleine Chip kann Smartphones zu funktionsfähigen Spektrometern aufrüsten. Damit lässt sich schon jetzt ohne besondere Vorkenntnisse zum Beispiel der Fettgehalt im Quark bestimmen. In Zukunft sollen noch viele weitere Anwendungen möglich sein.

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Mit dem Infrarot-Detektor „Hertzstück“ und der zugehörigen App kann jeder den Fettgehalt von Lebensmitteln analysieren (Ausschnitt).
Mit dem Infrarot-Detektor „Hertzstück“ und der zugehörigen App kann jeder den Fettgehalt von Lebensmitteln analysieren (Ausschnitt).
(Bild: BASF SE)

Ludwigshafen, London/Großbritannien – Ein Infrarot-Detektor mit dem Potenzial, in naher Zukunft ein Smartphone in ein Labor für die Hosentasche zu verwandeln? Dies verspricht das „Hertzstück“ zu sein, das BASF am 9. Oktober bei einer Veranstaltung in London präsentierte. Der gezeigte Prototyp eines Miniatur-Spektrometers ermöglicht es beispielsweise Konsumenten, den Fettgehalt von Quark zu ermitteln.

Entwickelt wurde der kompakte Nahinfrarotsensor für Wellenlängen von 1-3 µm vom Start-up Trinamix, das von Forschern der BASF bereits 2015 in Ludwigshafen gegründet wurde. Die patentierte ultra-dünne Verkapselung der funktionalen Bleisulfid-Halbleiterschicht ist sehr stabil und schützt den Sensor vor Umwelteinflüssen wie Wasser und Sauerstoff. Diese Miniaturisierung ermöglicht den künftigen Einsatz von Hertzstück als Sensor-Chip auf der Platine eines Smartphones.

Einfache Selbstkontrolle: Wie viel Fett steckt wirklich im Quark?

Bei der Nahinfrarotspektroskopie werden durch ausgesandtes kurzwelliges Infrarotlicht spezifische Molekülschwingungen angeregt, die dann vom Sensor detektiert werden können. Mit großen Geräten wird dieses Verfahren in der Industrie routinemäßig eingesetzt, unter anderem zur Qualitätskontrolle bei Nahrungsmitteln und Pharmaprodukten. Mit den entsprechenden Auswerteprogrammen können beispielsweise der Wassergehalt oder der Gehalt an Proteinen und Fetten bestimmt werden.

Als Anwendung im Smartphone soll diese Messtechnik zukünftig auch dem Verbraucher interessante Informationen über die unsichtbaren Eigenschaften seiner Nahrung bieten. Das kann hilfreich sein, wenn man den Fettgehalt besonders im Blick hat oder auf eine vegane Ernährung Wert legt.

Voraussichtlich ab 2022 im Smartphone für jedermann

Die Untersuchung von Lebensmitteln mit dem eigenen Smartphone erfolgt in wenigen Sekunden und ohne das Produkt zu beeinträchtigen. In bestimmten Fällen sind mit dem Nahinfrarotsensor auch Messungen durch eine Verpackung hindurch möglich, aber gerade für unverpackte oder zubereitete Lebensmittel erscheint der Ansatz besonders sinnvoll.

Über den Bereich der Ernährung hinaus lassen sich für den Detektor viele weitere Anwendungsmöglichkeiten denken. Dabei kann es um den Feuchtigkeitsgehalt der Haut zur Auswahl von passender Kosmetik, den Wirkstoffgehalt von Medikamenten oder sogar um den Naturfasergehalt von Möbelstoffen gehen. Erste Spektrometer, die den neuen Infrarot-Sensor einsetzen, werden nach Unternehmensangaben im Jahr 2019 für industrielle und semiprofessionelle Anwendungen verfügbar sein. Im Smartphone für jedermann soll die Nahinfrarotspektroskopie voraussichtlich ab 2022 Einzug halten. Vielleicht wird diese Technologie eines Tages dann ebenso Standard sein wie die Handykamera.

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Das Start-Up Trinamix

Hertzstück ist eine Marke von Trinamix, einer ausgegliederten und vollständig im Besitz der BASF befindlichen Tochtergesellschaft. Gegründet im Jahr 2015 hat Trinamix seinen Sitz in Ludwigshafen. Das Team um Hertzstück vereint Experten aus unterschiedlichen Fachgebieten wie Chemie, Physik, Material- und Ingenieur-Wissenschaften. Sie bieten sowohl standardisierte als auch auf Kundenwünsche zugeschnittene Produkte aus dem Gebiet der Infrarot-Detektion. Auch Sensorsysteme zur Abstandsmessung gehören zum Portfolio des Startup-Unternehmens.

* C. Böhme, BASF SE, 67063 Ludwigshafen am Rhein

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