Der handliche Methanol-Schnüffler
ETH-Forschende am Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik entwickeln einen Detektor, der kleinste Mengen Methanol in alkoholischen Getränken erkennt. Die Ergebnisse werden kontaktlos auf dem Smartphone angezeigt.
Schon kleinste Mengen Methanol können tödlich sein. Im Jahr 2019 starben mindestens 789 Personen, die mit Methanol verunreinigte alkoholische Getränke konsumierten – hauptsächlich in Asien. Die Chemikalie entsteht auf natürliche Weise, wenn Pektin während der Fermentation abgebaut wird. Allerdings werden die Getränke oft absichtlich mit billigem Methanol gepantscht, um Profit und Alkoholgehalt zu erhöhen. Methanol wird im menschlichen Körper zu hochtoxischen Stoffen abgebaut, was im schlimmsten Fall zum Tod führen kann.
Kostengünstig, handlich und einfach zu bedienen
Um Methanol nachzuweisen, waren bisher chemische Verfahren nötig, die teuer, langsam und nur im Labor anwendbar sind. Auch kompakte Gassensoren erkennen Methanol, funktionieren aber nur bei geringem Alkoholgehalt und können Methanol nicht vom ungefährlichen Trinkalkohol (Ethanol) unterscheiden. Was es braucht, sind preiswerte und zuverlässige Detektoren, die sich bequem mitnehmen lassen und einfach zu bedienen sind.
Bereits im September 2019 stellten die Forschenden die neue Technologie vor (siehe grauer Kasten), die innert zwei Minuten Methanol- und Ethanoldämpfe «erschnüffelt». Nun sind sie einen Schritt weiter. «Die Hauptinnovation ist, dass wir aus dem damaligen Konzept einen handlichen, vollintegrierten Detektor entwickelt haben, der in Getränken von allen Kontinenten kleinste Mengen von Methanol erschnüffelt und die Ergebnisse kontaktlos auf dem Smartphone anzeigt», sagt Dr. Andreas Güntner vom Particle Technology Laboratory von Professor Sotiris Pratsinis am Institut für Energie- und Verfahrenstechnik des Departements Maschinenbau und Verfahrenstechnik. Egal ob Wein, Whiskey, Rum, Sake oder Obstschnaps von der lokalen Traditionsbrennerei Fassbind – das Gerät erkennt Methanol zuverlässig.
Das Gerät wiegt nur 94 Gramm und misst 2x4x12 Zentimeter. Es ist batteriebetrieben. Die Ergebnisse werden via WLAN auf das Smartphone gesendet und sofort angezeigt. Wenn keine WLAN-Verbindung vorhanden ist, kann auf Bluetooth ausgewichen werden. Die App läuft auf Android und iOS und ist grundsätzlich auch mit älteren Geräten kompatibel.
Vielseitige Anwendung
Das Gerät kann also von Konsumenten und Herstellern benutzt werden, um den Methanolgehalt in alkoholischen Getränken festzustellen. Aber das ist noch nicht alles. Auch für das Gesundheitswesen und Strafverfolgungsbehörden könnte die rasche Erkennung von Methanol – vielleicht sogar im Atem von alkoholisierten Personen – nützlich sein. Die Technologie könnte ausserdem auf andere Lebensmittelverunreinigungen angewendet werden, beispielsweise, um Ammoniak in verdorbenen Meeresfrüchten zu erkennen. Da die Technologie preiswert ist, eignet sie sich besonders für ärmere Regionen, wo Lebensmittelsicherheit eine Herausforderung ist.
Technologie
Die Wissenschaftler entwickelten einen hochempfindlichen Alkoholsensor aus Nanopartikeln aus Zinnoxid, das mit Palladium versetzt ist. Die Proben gelangen nicht direkt auf den Sensor; die beiden Alkohole werden in einem davor angebrachten Röhrchen voneinander getrennt. Das Röhrchen ist mit einem porösen Polymer gefüllt, durch das die zu untersuchende Luft mit einer kleinen Pumpe gezogen wird. Methanol passiert das Röhrchen aufgrund seiner kleineren Molekülgrösse – und somit schwächeren Adsorption auf der Polymeroberfläche – schneller als Ethanol.
Literaturhinweise
Abegg S., Magro L, van den Broek J, Pratsinis SE, Güntner AT: A pocket-sized device enables detection of methanol adulteration in alcoholic beverages, Nature Food 2020, doi: externe Seite 10.1038/s43016-020-00959
Van den Broek J, Abegg S, Pratsinis SE, Güntner AT: Highly selective detection of methanol over ethanol by a handheld gas sensor, Nature Communications 2019, doi: externe Seite 10.1038/s41467-019-12223-4
ETH-News vom 16. September 2019: Den tödlichen Bruder des Ethanols messen
SRF 10vor10 vom 19. Juni 2020: externe Seite «Die Idee»: Messgerät erkennt Methanol in Alkohol
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