Wenn man es mit winzig kleinen Partikeln auf der Größenskala von Nanometern zu tun hat, wird eine genaue chemische Analyse sehr schwierig.  An der TU Wien haben Forschende eine Methode entwickelt, um solche Teilchen zu identifizieren – und zwar schnell, einfach und präzise.

Das Projekt begann im Rahmen eines ERC Proof of Concept Grant, den Prof. Silvan Schmid 2019 vom European Research Council erhielt. Aus den Ergebnissen ging schließlich das Spin-Off-Unternehmen „Invisible-Light Labs“ hervor. Der Geschäftsführerin Dr. Josiane Lafleur und ihrem Team ist es nun gelungen, ein Gerät für den kommerziellen Markt zu entwickeln. „EMILIE“ ist ein nanoelektromechanischer Sensor für hochpräzise Partikel-Analysen. Dafür gab es nun einen Preis: Der Spitzenplatz bei den „Analytical Scientist Innovation Awards 2024“ ging an EMILIE von Invisible-Light Labs aus Wien.

Schwingende Membran als chemisches Analyse-Tool

„In unserem Gerät untersucht man Partikel, die auf einer winzigen Membran angelagert sind“, sagt Silvan Schmid. „Die Membran mitsamt den Partikeln wird dann von einem Infrarotstrahl beleuchtet. Bestimmte Infrarot-Wellenlängen werden von den Partikeln besonders gut absorbiert. Dann erwärmen sie sich und damit auch die Membran. Das wiederum führt zu einem veränderten Schwingungsverhalten der Membran – und diese Änderung können wir messen.“

Unterschiedliche Infrarot-Wellenlängen werden von unterschiedlichen chemischen Substanzen unterschiedlich gut absorbiert. Daraus lässt sich ablesen, um welche Partikel es sich handelt. Das kann nicht nur für die Umweltanalytik eine deutliche Verbesserung bringen: Auch in den Biowissenschaften liegen wichtige Anwendungsmöglichkeiten, etwa beim Nachweis von Proteinen. In Industriebereichen, in denen höchste Sauberkeit und Präzision wichtig ist, lässt sich die Methode zur Qualitätssicherung einsetzen.

In bestehende FTIR-Spektrometer integrierbar

EMILIE ist problemlos in sogenannte Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FTIR-Spektrometer) integrierbar.

„Da FTIR-Spektrometer in nahezu jedem Analyselabor weltweit zu finden sind, eröffnet dies für EMILIE ein breites Anwendungsspektrum auf globaler Ebene“, sagt Josiane Lafleur.

Erster Platz für Partikel-Analyse-Tool

Das Magazin „The Analytical Scientist” wählte nun die wichtigsten Innovationen des Jahres 2024 im Bereich der Analytik – und „EMILIE“ belegte den ersten Platz.

„Das ist für uns eine tolle Bestätigung und hilft uns hoffentlich auch, international noch mehr Sichtbarkeit zu bekommen, damit die Kommerzialisierung unseres Produktes weiterhin so erfolgreich läuft“, sagt Josiane Lafleur.

Die Kommerzialisierung des Produktes und die Gründung des Spin-Offs hat das Innovation Incubation Center (i2c) der TU Wien unterstützt. Die Gründung von Invisible-Light Labs wurde finanziell vom Austrian Wirtschaftsservice (AWS) und European Innovation Council (EIC) unterstützt.