Ein Team der Universität Cambridge hat ein optisches Spektrometer gebaut, das etwa 10 Dollar kostet und nur wenige Zentimeter misst – und damit die Aussicht auf chemische Tests in Laborqualität in einer Uhr oder einem Pflaster eröffnet.
Das mit dem Spin-off GlitterinTech entwickelte Gerät identifiziert Materialien, indem es liest, wie Licht mit ihnen wechselwirkt. In Tests benannte es Lebensmittel, Kunststoffe und Medikamente mit 100 % Genauigkeit, so die Universität. Das Team sagt, es könne auch Blutzucker, Alkohol und andere Marker verfolgen, ohne Blut abzunehmen.
Eine andere Art, Licht zu zerlegen
Normale Spektrometer verteilen Licht mit Prismen oder Gittern in Wellenlängen oder rekonstruieren ein Spektrum mit aufwendiger Berechnung. Das Verkleinern solcher Designs kostet meist Reichweite, Auflösung oder Genauigkeit – weshalb billige Sensoren gut darin sind, zu erkennen, was ein Stoff ist, aber schlecht darin, zu messen, wie viel davon vorhanden ist.
Das Cambridge-Gerät wendet stattdessen eine mathematische Operation namens Faltung direkt auf einfallendes Licht an und nutzt das Faltungstheorem, um Spektralinformationen zu kodieren. Die Forscher sagen, dies übertreffe dispersionsbasierte, Fourier-Transform- und computergestützte Designs bei gleicher Größe in mehreren Maßen.
Wo es eingesetzt werden könnte
Drei Anwendungen stechen hervor. Die erste ist tragbare Gesundheitsüberwachung, wo ein Sensor ohne Nadel die Behandlung von Diabetes verändern könnte. Die zweite ist die Prüfung von Lebensmitteln und Medikamenten, vom Erkennen verfälschter Zutaten bis zur Bestätigung, dass eine Pille ihrem Etikett entspricht. Die dritte ist industrielle Qualitätskontrolle, wo ein billiges Lesegerät an einer Produktionslinie eine schlechte Charge melden kann, bevor sie ausgeliefert wird.
Was noch fehlt
Die Arbeit steckt im Prototypenstadium. Genauigkeit in einem kontrollierten Test ist nicht dasselbe wie Genauigkeit an einem verschwitzten Handgelenk oder auf einem laufenden Förderband, und das Team hat keine Feldergebnisse veröffentlicht. Dennoch verändert ein 10-Dollar-Bauteil die Ökonomie der Messung: Statt Proben ins Labor zu schicken, reist das Labor mit der Probe.
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