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Nanotechnologie

Wenn elektrische Antriebe „nur“ die Grobpositionierung vornehmen

Beschäftigt man sich mit Nanotechnologie, taucht man in eine andere Welt. Diese Welt eröffnet sich bei der Firma Stat Peel: Hier werden hochkomplexe Geräte entwickelt, um Kontamination mit Nanostoffen zu messen. Die Technologie dahinter ist verblüffend und setzt auf Beständigkeit wie bei den elektrischen Antrieben von SMC.

1x1 Millimeter klein ist die Fläche, welche Stat Peel dazu dient, die Kontamination von Personen mit Nanopartikeln zu bestimmen. Die Fläche befindet sich auf einer sogenannten Filter Slide, die automatisch in den Geräten von Stat Peel analysiert wird. Damit ist die Firma aus Niederurnen im Kanton Glarus weltweit die erste und einzige, welche Analysegeräte mit dieser Technologie anbietet.

„Mit unseren Geräten wollen wir einen Beitrag für den Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz leisten“, erklärt Geschäftsführer und Inhaber Rudolf Bieri. Denn: Nanostoffe bieten zwar interessante Vorteile etwa in Werkstoffen, Kosmetik oder Batterien, haben aber auch das Potenzial die Gesundheit zu gefährden. Durch Langzeitexposition bei der industriellen Herstellung und Verarbeitung von Nanostoffen können Nanoteilchen in die Lunge und von da aus über Blutbahnen in weitere Organe gelangen und Krankheiten wie Krebs oder anderweitige Gesundheitsschäden auslösen.

Bewusstsein nicht überall vorhanden

Bei den Herstellern der Nanostoffe, ist die Gefahr meistens bekannt und die Arbeitskräfte schützen sich so gut es geht. Je weiter man in der Prozesskette der weiteren Verarbeitung geht, desto weniger ist man sich der potenziell schädlichen Wirkung bewusst. „Deshalb ist die Überwachung bei allen Herstellungsschritten wichtig und sie soll so einfach wie möglich für die Mitarbeitenden sein“ erläutert Rudolf Bieri weiter. Genau hier setzen seine Geräte an: Das Personal trägt einen Badge während der Arbeit auf sich, in welchem die Filter Slide integriert ist, dabei lagern sich auf der 1x1 Millimeter kleinen Membrane Nanopartikel ab. Nach der Arbeitsschicht steckt man den Badge in das Analysegerät, der Slide wird automatisch entnommen und abgelegt. Die Kontamination wird mittels Raman Spektroskopie analysiert und das Gerät erstellt eine Auswertung, welche den Sicherheitsbeauftragten die Umgebungsbelastung der Mitarbeiter aufzeigt. Die Kunden sind auf der ganzen Welt verteilt: Insbesondere in Japan und Korea gibt es wichtige Hersteller von Nanostoffen. In den USA und Europa befinden vor allem Verarbeiter, während Stat Peel in der Schweiz gerade mal eine Hand voll Kunden hat.

Automation mit Elektroantrieben und Optik

Herzstück der Analysegeräte ist die von Stat Peel selbst entwickelte Optik. Sie macht es erst möglich, die kleine Fläche für die Analyse auf den Mikrometer genau zu erfassen. Die Mechanik und Verfahrwege übernehmen elektrische Greifer und Linearantreibe von SMC. Der Greifer entnimmt dabei die Filter Slide aus dem Batch und die Linearantriebe machen die Grobpositionierung für die Optik, notabene auch schon mit einer Genauigkeit von +/- 0.015 Millimeter. „Dieses Konzept erlaubt eine kompakte und kostengünstige Konstruktion“, fasst Rudolf Bieri zusammen. „Wichtige Kriterien bei der Auswahl der Komponenten waren uns vor allem Beständigkeit sowie Kontinuität in Form von langfristiger Verfügbarkeit sowie auf dem Markt bewährte Produkte. Deshalb gingen wir die Partnerschaft mit SMC ein“, so der Geschäftsführer weiter. Wenn Rudolf Bieri in die Zukunft blickt, sieht er wachsenden Bedarf seiner Geräte in der boomenden Batterieindustrie und wünscht sich generell mehr Bewusstsein im Umgang mit Aerosolen, im Sinne von mehr Gesundheitsschutz für das betroffene Personal.

Nanotechnologie

Nanostoffe sind pulverförmige Stoffe, deren Teilchengrösse typischerweise bei 1 bis 100 Nanometern liegt (Ein Nanometer entspricht 0,000000001 Meter = 1 Milliardstel Meter = 1 Millionstel Millimeter). Nanostrukturen und -stoffe kommen auch in der Natur bei Pflanzen, Tieren oder in natürlichen Materialen vor. Als älteste Nanostoffe werden Farben genannt, mit welchen bereits bei den Ägyptern die Haare oder bei den Römern Glas gefärbt wurde. In den vergangenen Jahren ist allerdings eine grosse Industrie entstanden, welche Nanostoffe industriell herstellt für die Verwendung in Werkstoffen, Kosmetik oder Elektronik.

«Wichtige Kriterien bei der Auswahl der Komponenten waren uns vor allem Beständigkeit sowie Kontinuität in Form von langfristiger Verfügbarkeit sowie auf dem Markt bewährte Produkte. Deshalb gingen wir die Partnerschaft mit SMC ein.»

Rudolf Bieri, Geschäftsführer Stat Peel