Sicherheitsforschung - Chemische Analytik

"Sicherheit" und "Resilienz" werden als wesentlicher Teil der Lebensgrundlagen und der Lebensqualität des Individuums und der Gesellschaft gesehen. Sie werden als ökonomische und ökologische Schlüsselfaktoren betrachtet. Die damit einhergehenden Forschungsfragen und die Anwendungsgebiete sind vielfältig.
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
Reagenzgläser für Sicherheitsforschung. Bild: H-BRS

Ein zentrales Forschungs- und Transferthema im Projekt "Campus to World" ist die Entwicklung und Bewertung von chemischen Sensoren und von Verfahren zur Detektion von Gefahrstoffen in unterschiedlichsten Szenarien. Das sind beispielsweise Explosivstoffe, Drogen und/oder toxische Industriechemikalien, auch im Zusammenhang mit Unkonventionellen Spreng- oder Brandvorrichtungen (USBV), auch Sprengfalle genannt. Dabei arbeitet die H-BRS nicht nur eng mit Unternehmen, sondern auch mit nationalen Sicherheitsbehörden zusammen.

Zur Beantwortung von schwierigen Forschungsfragen stehen den Instituten der H-BRS modernste Analysetechniken im Bereich der Spurenanalytik sowie Detektorsysteme und -verfahren zur Verfügung.

Feldtests zum Forschungsprojekt C-Bord in Rotterdam (IDT), Oktober 2018
Feldtest mit Containern in Rotterdam. Bild: H-BRS

Laser-Detektion von Sprengstoffen

Wenn beispielsweise ein Explosivstoff dicht verpackt ist, so dass keine Spuren hiervon in das Umfeld der Sprengfalle gelangen, können die klassischen Analyseverfahren hierfür nur begrenzt eingesetzt werden. Deshalb wird ein mobiles Laser-Schneid- und Bohrverfahren entwickelt, um CBRNE (chemische, biologische, radiologische, nukleare und explosive)-Agentien in komplexen Verpackungen identifizieren zu können. Hierbei soll der Laser berührungslos, also ferngesteuert, auf einer robotischen Plattform wie Taschen, die vermeintlich Sprengstoff beinhalten, öffnen, um den Inhalt mit Hilfe von Sensoren auf Gefahrstoffe zu prüfen.

Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
Asiatischer Laubholzbockkäfer. Bild: Landwirtschaftskammer NRW, Gerd Renker

Innovative Technolgien zur Detektion invasiver Schädlinge

Ein weiteres Forschungsgebiet ist die Entwicklung innovativer Technologien zur Detektion invasiver Schadorganismen, wie unter anderem den Asiatischen Laubholzbockkäfer (Anoplophora glabripennis, kurz: ALB). Durch den Einsatz hochempfindlicher Analytik gelingt die Identifikation des Quarantäneschädlings in allen Entwicklungsstadien im vitalen Wirtsbaum.

Im Rahmen von „Campus to World“ wurde ein Verfahren entwickelt, das die Anreicherung von volatilen Substanzen auf einem Trägermedium ermöglicht. Die Träger können darauffolgend entweder über spezielle instrumentell-analytische Verfahren der Chromatographie oder unter Verwendung von spezifisch ausgebildeten Spürhunden auf das Vorhandensein relevanter Markerstoffe untersucht werden. Wird der Befall bestätigt, ist oftmals eine großflächige Rodung umliegender Laubbäume erforderlich. Das Verfahren bietet zudem die Möglichkeit, die Ausbildung von so eingesetzten Spürhunden qualitativ signifikant zu verbessern: Hierbei werden die Träger mit Volatilen der relevanten Art bestückt und unterliegen auf diese Weise weder einer geruchlichen Veränderung durch degenerative Prozesse, noch den gesetzlichen Vorgaben der Quarantäne. Dieses "Sampling" Verfahren wird auch in anderen Bereichen eingesetzt, um beispielsweise schützenswerte Arten effizienter aufzuspüren.