Schimmel und Farben mit Licht erkennen: Demonstratoren für optische Messtechnik fertig gestellt
Optische Messtechnik macht Unsichtbares sichtbar – sie bestimmt Materialeigenschaften mit Licht. Ein Team aus dem Handlungsfeld Technologie möchte diese faszinierende Technik verständlich machen und präsentiert zwei neue Demonstratoren, die zeigen, wie Licht zur präzisen Messung eingesetzt wird.
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Optische Messtechnik ist eine häufig verwendete Methode zur Messung von Materialzusammensetzungen und Konzentrationen, beispielsweise in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und der Medizin. Trotz ihrer vielfältigen Anwendung sind Verfahren, die Licht zur Messung benutzen, außer bei Fachleuten wenig bekannt, und ihre Komplexität macht sie für Lai*innen schwer verständlich. Ein Team aus dem Handlungsfeld Technologie hat sich das Ziel gesetzt, optische Messtechnik und ihre Funktionsweise der breiten Öffentlichkeit verständlich zu machen – mit zwei Technologie-Demonstratoren, die nun fertiggestellt wurden.
Der Brotkasten-Demonstrator zeigt, wie UV-Fluoreszenz genutzt werden kann, um Schimmel auf Lebensmitteln sichtbar zu machen. Der Brotkasten ist mit zwei Kameras und einer Lampe ausgestattet, die die Lebensmittel im Inneren mit UV-Licht bestrahlt. Bestimmte Schimmelsorten fluoreszieren, wenn sie mit UV-Licht angestrahlt werden, was den Befall auf den Lebensmitteln sichtbar macht. Während eine Kamera im Brotkasten zeigt, was Menschen mit dem bloßen Auge wahrnehmen können, hat die zweite Kamera einen optischen Filter eingebaut. Dieser filtert das violette Licht heraus und schafft ein klares Bild mit mehr Kontrasten, auf dem der Schimmelbefall noch deutlicher als im violetten Licht zu sehen ist. Schimmel kann mit diesem Verfahren der optischen Messtechnik schon in frühen Wachstumsphasen sichtbar gemacht werden, wenn er noch gar nicht mit bloßem Auge erkennbar wäre. So können die verdorbenen Lebensmittel vor versehentlichem Verzehr entsorgt und lebensmittelbedingte Krankheitsfälle vermieden werden.
Der zweite Demonstrator ist ein Spektrometer, das Licht von einer Seite durch eine Flüssigkeit strahlt und dann mittels eines Sensors die Wellenlängen des Lichts auf der anderen Seite erfasst. Da die Wellenlängen des Lichts für die Farben verantwortlich sind, die Menschen im visuellen Spektrum sehen, kann das Spektrometer die Farben der Flüssigkeit genau erfassen. Das ist beispielsweise in der Produktion von Getränken ein übliches Verfahren: Da eine Farbabweichung des Getränks von Kund*innen als Qualitätsmangel wahrgenommen werden kann, wird mit diesem Verfahren sichergestellt, dass das abgefüllte Getränk immer die exakt gleiche Farbe hat und nicht von Flasche zu Flasche unterschiedlich aussieht. Auch kann man anhand von Veränderungen der Farbe die tatsächliche Qualität des Produktes erkennen, so zum Beispiel bei Olivenöl. Wenn dieses im Sonnenlicht steht, zu warm wird oder Sauerstoff ausgesetzt ist, oxidiert es und wird schlecht. Das Spektrometer erkennt dadurch entstehende minimale Trübungen, da das Öl weniger Licht durchlässt. So können Qualitätsunterschiede genau erfasst werden.
Die beiden Demonstratoren der optischen Messtechnik werden zukünftig zusammen mit weiteren Technologie-Demonstratoren im Demo-Apartment von TransforMA ausgestellt.