Diese vibrierende Metallplatte sendet eine drahtlose Warnung vor einer Coronavirus-Exposition – ohne Batterien

Forscher der japanischen Tohoku-Universität, der Universität Yamanashi und Tohoku Steel haben ein energiegewinnendes Sensorgerät entwickelt, das in der Lage ist, Coronavirus-Partikel und -Tröpfchen zu erkennen und eine Warnung zu übermitteln – und das völlig ohne Batterien.

„Wir wissen, dass sich die Resonanzfrequenz ändert, wenn sich das Gewicht eines magnetostriktiven Materials ändert“, erklärt Co-Autor Fumio Narita die Inspiration des Teams für das Projekt, „aber wir wollten beantworten, ob dies auch der Fall ist, wenn ein Virus absorbiert wird.“ wenn diese Absorption nachweisbar ist.“

Die Idee: Aus einer magnetostriktiv beschichteten Platte aus Eisen, Kobalt und Nickel einen Sensor zu schaffen, der bei Vibration durch alternative Magnetisierung Strom erzeugt. Wenn die Platte mit ihrer Umgebung interagiert, ändert sich ihre Resonanzfrequenz – und anhand dieser veränderten Frequenz lässt sich erkennen, wann der Sensor mit dem Coronavirus in Kontakt gekommen ist.

Normalerweise ändert die Platte jedoch abhängig von ihrem Gewicht ihre Resonanzfrequenz – das heißt, sie kann erkennen, wenn etwas an ihrer Oberfläche haftet, ohne jedoch genau zu wissen, was. Um den Sensor auf die Viruserkennung abzustimmen, beschichtete das Team ihn mit einer Proteinlösung, die das Coronavirus absorbieren konnte – so dass er nur dann auslöste, wenn das Virus vorhanden war.

„Wir konnten bestätigen, dass das magnetostriktive Verbundmaterial das Virus erkennen und diese Erkennungsdaten mit selbst erzeugter Energie übertragen kann“, erklärt Narita. „Die autarke Natur des Geräts macht es möglich, es in Zukunft mit IoT-Technologien (Internet der Dinge) zu verbinden, was mit aktuellen Biosensoren nicht möglich ist.“

Die Arbeiten der Forscher sind unter Open-Access-Bedingungen in der Zeitschrift Sensors and Actuators A: Physical; Laut Narita hofft das Team, das Gerät in Zukunft erweitern zu können, um weitere Krankheitserreger zu erkennen, darunter MERS, SARS und SARS-CoV-2, das für COVID-19 verantwortliche Virus.