Erneuter Erfolg für die Forscher der : Sie haben jetzt einen sehr kompakten, neuartigen Sensor, mit dem es möglich ist, selbst kleinste Krafteinwirkung sowie deren Richtung präzise zu messen, entwickelt. Ihre Innovation namens "PikoSens" stellten sie im Fachblatt "Journal of Micromechanics and Microengineering" vor. Auch zum Patent wurde der Mini-Sensor bereits angemeldet.

Kraft-Sensoren können in der Regel nur Kräfte in einer Richtung messen. Für zahlreiche technische Anwendungen ist es aber von Bedeutung, Kräfte in unterschiedliche Richtung zu bestimmen. Etwa wenn man mit einem chirurgischen Roboter durch das Gehirn eines Patienten manövriert bzw. einem Roboter beibringen möchte, mit empfindlichen Objekten zu hantieren, nannte die TU in einer Aussendung Anwendungsbeispiele.

Biegsamer Chip

Die Wiener Forscher um Alexander Dabsch vom Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme der TU Wien haben dafür einen neuen Zugang gefunden. Sie entwickelten einen Chip mit quadratischem Rahmen. Dieser kann durch Krafteinwirkung von außen leicht verbogen werden, was im Inneren des Aufbaus zu Veränderungen führt. Denn dort befindet sich eine Struktur aus dünnen gekreuzten Siliziumdrähten.

Diese Silizium-Fäden lassen die Forscher gezielt vibrieren. "Wir können diese Vibrationen gezielt anregen, indem wir ein äußeres Magnetfeld anlegen und dann Strom durch die Struktur fließen lassen. Dabei entsteht eine Kraft, die Schwingungen auslöst", sagte Dabsch. Verbiegt eine einwirkende Kraft von außen nun diese Struktur, ändert sich die Schwingungsfrequenz der Drähte - ähnlich wie beim Verkürzen oder verlängern einer Gitarrensaite.

Messung im Nanometerbereich

"Die Schwingungsfrequenz lässt sich auf wenige Hertz genau messen, das ermöglicht uns, die Verbiegungen am Chip mit einer Präzision im Nanometerbereich anzugeben", so der Forscher. So kann mit Hilfe des Sensor-Chips, der einen Durchmesser von weniger als einen Zehntelmillimeter hat, Ausmaß und Richtung der wirkenden Kräfte genau gemessen werden.

Mit anderen Zugängen zum Messen setzen sich von 15. bis 19. Juli rund 400 internationale Experten an der Universität Wien auseinander: Mit dem "International Meeting on Chemical Sensors" (IMCS 2018) öffnet die weltgrößte Konferenz im Bereich der Chemischen Sensorik ihre Pforten in der Bundeshauptstadt. Das Fach-Treffen spannt einen weiten inhaltlichen Bogen von der medizinischen Diagnostik und Umweltanalytik, über Lebensmittelsicherheit und Sicherheitstechnologien bis zur Raumluftüberwachung. Der Bereich "entwickelt sich sehr dynamisch, weil das Messen außerhalb von Analyselabors zunehmend Bedeutung erlangt", heißt es dazu seitens des Organisators der Konferenz an der Fakultät für Chemie, Peter Lieberzeit, in einer Aussendung der Uni Wien.

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