ERA-Net: Verbundprojekt: Entwicklung eines neuartigen optischen Sensors: Vom Chemosensor-Halbleiterhybrid zum optischen Bauelement, Teilprojekt: Universität Siegen

Das Kooperationsprojekt DONOS zielt auf die flexible und effiziente Bottom-up-Entwicklung von neuen Sensormaterialien, die die selektive optische oder opto-elektrische Detektion biologisch relevanter Analyten (H2S, SO2, NOx, Metallionen sowie Nucleinsäuren und Proteine) ermöglichen. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Übergang von einer molekularen Sonde zu einem integralen Sensor, insbesondere der Implementierung der analyt-induzierten optischen Antwort der molekularen Sonde in funktionale Geräte. Das Projekt ist unterteilt in Arbeitspakete (AP). Während der Arbeiten findet zur iterativen Optimierung eine ständige Rückkopplung zwischen den Teilschritten statt. AP 1: Neuartige Chemosensoren werden synthetisiert, die eine selektive Wechselwirkung mit den anvisierten Analyten in ein eindeutiges optisches oder elektrisches Signal übertragen. Die Strukturelemente werden so ausgewählt, dass sie unter Rückkopplung aus nachfolgenden Abschnitten modular modifiziert und kombiniert werden können. AP 2: Verschiedene Halbleiter-Metalloxidnanopartikel werden je nach Synthesemethode mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Morphologien hergestellt und bei Bedarf partiell mit Metall beschichtet. Diese Materialien sind jeweils auf die photophysikalischen Eigenschaften der Sondenmoleküle angepasst. AP 3: Die unter 1 beschriebenen Chemosensoren werden mit den Halbleiterpartikeln durch kovalente Verknüpfung, Adsorption, Sol-Gel-Hybridsynthesen oder durch Einbettung in eine Polymerbeschichtung in Hybridmaterialien vereint, die auf ihre physikalischen Eigenschaften und ihre Eignung als Sensoren für den anvisierten Analyten hin untersucht werden. AP 4: Die unter 3 beschriebenen Materialien werden über Glasfaserleitungen in das Sensorgerät integriert. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei Leistungsparametern wie Geschwindigkeit, Durchsatz, Handhabung der Proben, Prozesskontrolle und operativer Flexibilität gewidmet.