Wenn man es mit winzig kleinen Partikeln auf der Größenskala von Nanometern zu tun hat, wird eine genaue chemische Analyse sehr schwierig. Auf dieses Problem stößt man zum Beispiel bei der Untersuchung von Umweltproben wie Nanoplastik oder extrem kleinen Feinstaubteilchen, sogenanntem Ultrafeinstaub. An der TU Wien hat man eine neue Methode entwickelt, um solche Teilchen zu identifizieren – und zwar schneller, einfacher und präziser als das bisher möglich war.

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, das er mit Dr. Josiane Lafleur und zwei seiner Doktoranden, Dr. Niklas Luhmann und Dr. Hajrudin Bešić, gründete. Der Geschäftsführerin Josiane Lafleur und ihrem Team ist es nun gelungen, ein Gerät für den kommerziellen Markt zu entwickeln: „EMILIE“, ein nanoelektromechanischer Sensor für hochpräzise Partikel-Analysen. Dafür wurde das Unternehmen nun mit einem prestigeträchtigen Preis ausgezeichnet: 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.“

Weil unterschiedliche Infrarot-Wellenlängen von unterschiedlichen chemischen Substanzen unterschiedlich gut absorbiert werden, lässt sich daraus 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, etwa in der Halbleitertechnik, lässt sich die neue Methode zur Qualitätssicherung einsetzen.

EMILIE kann problemlos in sogenannte Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FTIR-Spektrometer) integriert werden. „Da FTIR-Spektrometer in nahezu jedem Analyselabor weltweit zu finden sind, eröffnet dies für EMILIE ein breites Anwendungsspektrum auf globaler Ebene“, sagt Josiane Lafleur.

Innovation des Jahres

Das Magazin „The Analytical Scientist” wählte nun die wichtigsten Innovationen des Jahres 2024 im Bereich der Analytik – und „EMILIE“ belegte den ersten Platz, noch vor Innovationen von etablierten, weltbekannten Firmen. „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 wurde vom Innovation Incubation Center (i2c) der TU Wien unterstützt: https://i2c.tuwien.ac.at/, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster. Die Gründung von Invisible-Light Labs wurde finanziell vom Austrian Wirtschaftsservice (AWS) und European Innovation Council (EIC) unterstützt.