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04. August 2020

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Flüssige Innovation

Flüssige Innovation© TU Wien

Techniker der TU-Wien entwickelt neuen Sensor für Dichtemessung von Flüssigkeiten und erhält Fehrerpreis. Innovation ermöglicht auch Bestimmung der Viskosität. Unterschiedliche Anwendbarkeit für Wein, Blut oder Motoröl.

(red/mich) Der Fehrer-Preis der TU-Wien geht an den Elektrotechniker Georg Pfusterschmied. Er entwickelte einen Sensor, mit dem man die Dichte und die Viskosität unterschiedlicher Flüssigkeiten messen kann. Einen Löffel aus einem Glas Wasser herauszuziehen, ist kein Problem. Befindet sich der Löffel in einem Honigglas, wird die Sache schon mühsamer, und wenn der Löffel in klebrigem Bitumen im Asphalt steckt, dann geht er ohne Hilfsmittel vielleicht überhaupt nicht mehr heraus.

Dieser Widerstand, den eine Flüssigkeit einer Bewegung entgegensetzt, wird als „Viskosität“ bezeichnet. Sie spielt in vielen Anwendungen eine wichtige Rolle, ist aber nicht immer einfach zu messen. Georg Pfusterschmied vom TU-Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme entwickelte nun einen Mikrosensor, mit dem man die Dichte und die Viskosität unterschiedlichster Flüssigkeiten ermitteln kann. Der Sensor ist so kompakt, dass ein einziger Tropfen für eine Messung ausreicht. Für diese Innovation wurde Georg Pfusterschmied nun mit dem renommierten Fehrer-Preis der TU-Wien ausgezeichnet.

Schwingende Plättchen im Mikrochip
„Die Dichte und die Viskosität einer Flüssigkeit können in ganz unterschiedlichen Anwendungsbereichen sehr relevant sein“, erläutert Georg Pfusterschmied. „Von der Viskosität des Maschinenöls im Motor hängt ab, ob es die Kolben noch richtig schmiert oder ob ein Ölwechsel nötig ist. Die Viskosität des klebrigen Bitumens im Asphalt sagt, ob der Asphalt noch stabil ist oder erneuert werden muss. Aus der Dichte von Wein kann man ableiten, ob der Gärungsprozess richtig funktioniert hat, und die Viskosität von Blut spielt für medizinische Fragen eine wichtige Rolle“, so der TU-Experte.

Die Viskosität von klebrigem Asphalt bewegt sich allerdings in ganz anderen Größenordnungen als die Viskosität von vergärendem Wein. Pfusterschmied hat einen Mikrochip entwickelt, der für all diese unterschiedlichen Flüssigkeiten einsetzbar ist. „Wir verwenden einen Mikroresonator. Das ist eine winzige Platte, ähnlich dick wie Alufolie, die elektrisch zum Schwingen angeregt wird“, erklärt der Forscher. Der Mikrochip wird in die Flüssigkeit eingetaucht und misst, auf welche Weise sich das Schwingungsverhalten der Platte verändert – und daraus wird die Dichte und die Viskosität berechnet.

Fehrer-Preis
„Der entscheidende Vorteil dieser Messmethode ist, dass der Sensor extrem kompakt gebaut werden kann und dementsprechend auch mit sehr geringen Flüssigkeitsmengen auskommt. Ein paar Mikroliter genügen – anhand eines einzelnen Tropfens lässt sich die Dichte und die Viskosität bestimmen. Für bisher verwendete Viskositäts-Messgeräte braucht man deutlich größere Proben“, unterstreicht TU-Techniker Georg Pfusterschmied.

Für diese innovative Forschung und Entwicklung (FE) wurde Georg Pfusterschmied nun vom Rektorat der TU-Wien mit dem Dr. Ernst Fehrer-Preis ausgezeichnet. Dieser Preis wurde von Rosemarie Fehrer gestiftet, der Witwe des Erfinders und Industriellen Ernst Fehrer. Der Preis wird jährlich für besondere technische Forschungsleistungen mit praktischer Anwendbarkeit vergeben.

Mehrfache Auszeichnungen
Pfusterschmied selbst stammt aus der Steiermark und studierte zunächst Elektrotechnik und Technologiemanagement an der FH Joanneum Kapfenberg. Nach dem Abschluss seines Bachelorstudiums wechselte er an die TU-Wien, wo er nach seinem Masterabschluss in Materialwissenschaften auch promovierte.

Die Entwicklung des Viskositäts-Sensors war Teil seiner Dissertation unter Anleitung von Ulrich Schmid (Prof.). Auslandserfahrung sammelte Pfusterschmied bei Gastaufenthalten an der School of Mathematics and Statistics in Melbourne, am Department of Material Science and Technology in Toronto und am Center for Integrated Microsystems and Components an der Universität von Novi Sad. 2016 wurde Pfusterschmied bereits für Wiener Ingenieurspreis nominiert, im gleichen Jahr siegte er beim Lions Förderpreis und 2015 erhielt er ein Förderstipendium der TU-Wien.

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red/mich, Economy Ausgabe Webartikel, 13.12.2019