Im Herbst 2001 wurden mehrere Briefe mit tödlichen Sporen an bestimmte Orte im ganzen Landkreis geschickt. Die Dokumente bedrohten das Leben von Postangestellten, Regierungsangestellten, Beamten und anderen. Es wurden unzählige andere Briefe verschickt, die harmloses weißes Pulver enthielten. Zu dieser Zeit dauerte es unerträglich lange, nach Anthrax zu tupfen und die Proben an die wenigen Labors zu schicken, in denen sie getestet werden konnten - insbesondere für die Menschen, die auf die Ergebnisse warteten.

Bild: Schematische Darstellung eines hergestellten elektrischen 4X4-Biosensor-Arrays. (Mit freundlicher Genehmigung von Infotonics Technology, gestaltet von Philippe Fauchet)

Forscher der Universität von Rochester entwickeln ein intelligentes System, mit dem die Biowaffenwirkstoffe erkannt und bekämpft werden können. Untersuchungen haben ergeben, dass die Früherkennung und Diagnose von entscheidender Bedeutung ist, um die öffentliche Sicherheit zu gewährleisten und die Auswirkungen von Wirkstoffen wie Milzbrand zu minimieren. Die Biosensoren können in Gebäuden ferngesteuert arbeiten. Die Prototypenentwicklung ist eine Kombination aus Nanowissenschaft, Nanotechnologie und Optik und deckt laut Forschern ein unmittelbar bevorstehendes nationales Sicherheitsbedürfnis ab.

Heute ein im Bundesstaat New York ansässiges Konsortium von Unternehmen; Eastman Kodak Co., Xerox Corp. und Corning Inc .; Universitäten; Bundes- und Landesbehörden wie das Energieministerium, das Heimatschutzministerium und die NASA stehen kurz davor, einen Prototypen vorzustellen, der das Gesicht der künftigen Erkennung von Biowaffen verändern könnte.

"Intelligente Sensoren sind der Schlüssel zur Erkennung terroristischer Bedrohungen", sagte David R. Smith, Vorstandsvorsitzender des Infotonics Technology Center in Canandaigua, New York. Die Infotonik ist eines von fünf Kompetenzzentren im ganzen Land, in denen es darum geht, bahnbrechende Fortschritte in Bereichen wie der Nanotechnologie zu erzielen.

Philippe Fauchet ist Direktor des Center for Future Health der Universität Rochester. Er leitet ein Forschungsteam, das eine schnelle und kostengünstige Methode findet, um Wirkstoffe wie Milzbrand und Pest zu testen.

Gemäß Fauchets Vorschlag an Infotonics entwickelt die Gruppe intelligente reaktionsfähige Sensoren, die eine flexible tragbare Plattform bilden, mit der das Vorhandensein mehrerer biologischer oder chemischer Wirkstoffe erfasst und identifiziert werden kann. Die Sensoren wandern durch Gebäude und führen eine Suche durch. Sie erkennen nicht nur die Wirkstoffe, sondern setzen auch entgegenwirkende Medikamente frei. Wenn die Sensoren zuverlässig und kostengünstig in Serie hergestellt werden könnten, hätten sie ein breites Anwendungsspektrum - vom Schutz des Risikopersonals bis zur Überwachung der Wasserqualität, erklärte Fauchet.

Der Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Umwandlung der Sensoren in Mikrosysteme, die sich leicht einsetzen und bedienen lassen. Die Geräte werden für Empfindlichkeit, Geschwindigkeit und Spezifität optimiert, sagte Fauchet. "Beispiele für diese Technologien sind poröse elektrische Siliziumsensoren mit Poren im Bereich von wenigen Nanometern bis zu Mikrometern, deren komplexe Impedanz in Sekundenschnelle auf die Exposition gegenüber verschiedenen Zielen mit jeweils einer spezifischen Signatur reagiert", erklärte Fauchet.


Bild: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen von 1-D- und 2-D-photonischen Bandlückenstrukturen aus Silizium, die für die Biosensorik verwendet werden (mit freundlicher Genehmigung der Infotonics Technology, Design von Philippe Fauchet)

Infotonics 'Chef Smith sagte, das Zentrum, das seit 15 Monaten in Betrieb ist, arbeite weiterhin fleißig daran, als eine seiner vier Initiativen in die Heimatschutzforschung zu investieren. Die anderen sind: Biotechnologie, Information und Kommunikation sowie Verteidigung und Luft- und Raumfahrt.

Zu Beginn investierte Infotonics in 13 Projekte im Wert von insgesamt 4, 5 Millionen US-Dollar, um sie vom Konzept bis zum Markt durch das euphemistische "Tal des Todes" zu führen. Ein Jahr später sind die Führungskräfte optimistisch, was die Sensoren zur Erkennung von Biowaffen und die Auswirkungen auf zukünftige technologische Fortschritte betrifft, die das Land sicherer machen könnten.

"Philippes Arbeit war eine unserer erfolgreichsten Forschungsinvestitionen", staunte Smith. "Er liefert wirklich großartige Sachen."

von Allison M. Cooper, Copyright 2005 PhysOrg.com