Robert Klatt
Ein neues Messgerät erkennt in nur zwei Minuten ob Alkohol mit Methanol gestreckt wurde. Außerdem kann der neue Sensor aus der Atemluft von Patienten ablesen, ob diese an einer Methanolvergiftung leiden.
Zürich (Schweiz). Bei der Produktion von alkoholischen Getränken kommt es besonders unter unprofessionellen Bedingungen, die häufig in Entwicklungs- und Schwellenländern zu finden sind, dazu, dass auch Methanol in nicht unerheblichen Mengen in die Genussmittel gelangt. Neben der unsachgemäßen Alkoholproduktion werden außerdem Scheibenwischwasser und andere Gifte mit hohen Methanolanteil genutzt, um Getränke zu strecken. Im Gegensatz zu Ethanol-Alkohol, von dem Erwachsene laut einer aktuellen Studie bis zu 100 Gramm pro Woche gefahrlos konsumieren können, ist Methanol schon in geringen Mengen für die Gesundheit des Menschen problematisch und kann neben dem Erblinden sogar zum Tod führen.
Ein weiteres Problem, das vor allem ärmere Länder betrifft, ist die Unterscheidung von Methanol und Ethanol, die komplexe chemische Analyselabor benötigt. Personen, die mit einer Methanolvergiftung in Krankenhäuser eingeliefert werden, können aufgrund fehlender Analysegeräte deshalb häufig nicht korrekt behandelt werden.
Bisher verfügbare Metalloxidsensoren sind zwar in der Lage Alkoholdämpfe zu erkennen, sie differenzieren aber nicht zwischen Methanol und Ethanol. Jan van den Broek, Autor der im Fachmagazin Nature Communications publizierten Studie erklärt, dass „auch die von der Polizei verwendeten Atemlufttests nur Ethanol messen, wobei sie je nach Gerät auch Methanol fälschlicherweise als Ethanol erkennen.“
Die Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben deshalb ein neues Messgerät auf Basis eines kompakten Metalloxidsensors entwickelt, das innerhalb von zwei Minuten aus den Alkoholdämpfen erkennen kann, ob nur Ethanol oder auch das gefährliche Methanol in einem Getränk enthalten ist. Außerdem kann das kostengünstige Messgerät auch aus der Atemluft von Menschen erkennen, ob eine Methanolvergiftung vorliegt. Labortests zeigten, dass das neue Messgerät bereits kleinste Methanolverunreinigungen erkennen kann, die weit unterhalb des gesetzlich erlaubten Grenzwerte liegen.
Das neue Messgerät leitet dazu die Dämpfe nicht direkt an den hochempfindlichen Alkoholsensor, der aus mit Palladium versetzten Zinnoxid-Nanopartikeln besteht, weiter, sondern nutzt ein Röhrchen mit porösen Polymer, das Ethanol und Methanol voneinander trennt. Dies geschieht durch eine Pumpe, die die Luft durch das Messgerät zieht. Da Methanol deutlich kleinere Moleküle besitzt als Ethanol gelangen diese zuerst zum Sensor und können so unterschieden werden.
Inzwischen haben die Wissenschaftler ihre Technologie zum Patent angemeldet. Im nächsten Schritt soll aus dem Sensor ein marktreifes Gerät entwickelt werden, das aufgrund seiner einfachen Bedienung auch von Laien ohne Laborausbildung genutzt werden kann. Neben einer Ausrüstung von Polizisten, Ärzten und Behörden in Entwicklungsländern sehen die Forscher auch eine Nutzung zur Qualitätskontrolle in Schnapsbrennereien als möglichen Einsatzzweck.
Außerdem könnte der Sensor in Zukunft in Industrieanlagen Methanollecks erkennen. Dies könnte schon bald deutlich an Relevanz gewinnen, da Methanol, das sich aus CO2 und Wasserstoff erzeugen lässt, als möglicher Energieträger über Methanolbrennstoffzellen Autos antreiben kann.
Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-019-12223-4
