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Das Saarländische Applikationslabor für MagnetoSensorik, kurz SAMS, hat seine Arbeit in der Saarbrücker Experimentalphysik am Lehrstuhl von Prof. Uwe Hartmann aufgenommen. Eingerichtet wurde SAMS vom saarländischen Wissenschaftsministerium.
Hier soll das in die Wirtschaft transferiert werden, was zum Thema "Magneto-Sensoren" erforscht wird. Mit Hilfe dieser Meßgeräte zur Messung magnetischer Felder können z.B. Minen gesucht, Erdbebenopfer gefunden oder Brücken auf ihre Sicherheit überprüft werden.
Auf dem Gebiet der Magnetoelektronik wurden in Deutschland viele grundlegende Forschungsergebnisse erzielt. Jedoch wurde dieses Wissen im Vergleich zu anderen Ländern bislang eher wenig für die Wirtschaft genutzt. Die Einrichtung des Saarländischen Applikationslabors für MagnetoSensorik SAMS durch die Landesregierung soll jetzt dazu beitragen, die Forschung auf diesem Gebiet marktfähig umzusetzen, um ihr so den Weg in die Wirtschaft zu ebnen - vor allem auch in kleine und mittelständische Unternehmen.
Die Wissenschaftler um den Nanotechnologie- und Sensorik-Experten Prof. Uwe Hartmann erforschen und entwickeln Prüf-, Ortungs- und Diagnoseverfahren auf der Basis der Messung von Magnet-Feldern, die auf die Bedürfnisse der Praxis zugeschnitten sind.
Das Anwendungsgebiet der magnetischen Sensoren, mit denen diese Messungen durchgeführt werden, ist groß und soll sich durch SAMS noch erheblich erweitern: Es reicht von zerstörungsfreier Material-, Bauteil- und Bauwerkprüfung über die medizinische Diagnostik auf biomagnetischer Basis
bis hin zur Ortung metallischer Gegenstände, was etwa bei der Suche nach Minen oder Kampfmitteln eingesetzt werden kann.
Dabei sind die magnetischen Meßverfahren im Vergleich zu den konventionellen wie Röntgen- oder Ultraschallverfahren schneller, exakter und meist kostengünstiger: Die Sensoren sind hochsensibel und ermöglichen genaueste Ergebnisse; sie messen durch feste Körper hindurch - was zur Sicherheitsprüfung von Eisen-Beton-Konstruktionen eingesetzt werden kann; sie liefern aus großen Entfernungen zuverlässige Daten in einem Bruchteil einer Sekunde - und: sie sind "hart im Nehmen", was sie auch dort einsetzbar macht, wo andere Meßgeräte streiken. Es ist sogar möglich, dass ein zu untersuchendes Gebiet lediglich überflogen wird, oder etwa bei Brücken der Sensor an den Pfeilern einfach vorbeigefahren wird. Der Computer setzt dann die Daten, die der Sensor aufzeichnet zu einer "Magnetfeld-Karte" zusammen und es ist für die Forscher genau erkennbar, wo zum Beispiel Minen liegen oder wo Korrosionsschäden aufgetreten sind.
Hintergrund
Die magneto-resistiven Sensoren beruhen darauf, dass sich der elektrische Widerstand im Sensor ändert, wenn ein Magnetfeld sich ändert. Mißt man diesen Widerstand, kann man also gleichzeitig die Veränderungen des Magnetfeldes erkennen. Bislang wurden in der Praxis vor allem so genannte AMR-Sensoren ("Ansisotropic Magnetoresistance") verwendet, die im Wesentlichen lediglich auf eben diesem physikalischen Phänomen beruhen. Einen gewaltigen technischen Durchbruch brachte die Entdeckung des GMR-Effektes ("Giant Magnetoresistance"): Elektronen tragen außer elektrischer Ladung auch einen so genannten "Spin", eine Art Drehimpuls. Dieser beeinflusst auch den elektrischen Widerstand und zwar je nach dem, ob der Drehimpuls eher parallel oder nicht parallel zu der Ausrichtung der Magnetkräfte verläuft, was dazu führt, dass erheblich genauere Untersuchungen von Magnetfeldern und kleinere Sensoren möglich sind. Erste GMR-Sensoren finden derzeit Eingang in den Markt, vor allem als Leseköpfe in Festplattenlaufwerken. Der empfindlichste bekannte Magnetfeld-Sensor ist der SQUID (Supraleitender Quanten-Inferenz-Detektor), der im Rahmen von SAMS für die Anwendung noch weiterentwickelt werden muss: Er erreicht mit seinen Messung die elementaren Quanten, also die kleinsten unteilbaren Mengen magnetischer Felder, ist aber derzeit noch zu teuer.
Das Ende der Fahnenstange ist noch lange nicht erreicht - Die Zukunft wird noch höher entwickelte magnetosensorische Bauelemente bringen.Gearbeitet wird derzeit etwa an CMR-Sensoren (Colossal Magnetoresistance), die noch um ein vielfaches sensibler als AMR- und GMR-Sensoren auf Änderungen im Magnetfeld reagieren können.
Beispiele für technisch-wissenschaftliche Fragestellungen, mit denen sich SAMS u.a. beschäftigen wird:
o Erstellung eines Defektkatasters als Grundlage einer effizienten Qualitätskontrolle strategisch bedeutsamer Materialien und Bauelemente hinsichtlich ihrer Sicherheitsrelevanz oder Kostenrelevanz (z.B. Flugzeugteile, Eisenbahnräder sowie verschiedene Bauteile der Automobilindustrie).
o Zerstörungsfreie Gebäudeprüfung an Stahlbetonteilen und gegebenenfalls auch kompletten Bauwerken (z.B. Brücken), so daß insbesondere aufwendige und destruktive Probebohrungen entfallen.
o Aktive Feldabschirmung für statische und dynamische Magnetfelder insbesondere für medizinischer Anwendungen.
o Biomagnetische Messungen unter Umgebungsbedingungen (z. B. Herzsignale, medizinische Diagnostik) ohne aufwendige Kryotechnik und kostspielige Abschirmmaßnahmen.
o Materialprüfung von magnetischen Werkstoffen auf der Basis remanenter Felder auch in gestörter Umgebung.
o Materialprüfung von nichtmagnetischen Werkstoffen mittels Wirbelstrommessungen.
o Neuartige Sensorkonzepte für die kontaktlose Strommessung.
Sie haben noch Fragen? Dann setzen Sie sich bitte in Verbindung mit Dr. Slavomir Lukas.
0681/302-3798 o. -3799
Criteria of this press release:
Economics / business administration, Electrical engineering, Energy, Materials sciences, Mathematics, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects, Research results
German
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