En sensor – mange muligheder

downloadKun til redaktionelt brug

Kvanteteknologi som biosensor i forsvar og beredskab
Dennis Brandborg Nielsen, centerchef, Teknologisk Institut

Hvad nu, hvis én lille sensor kunne advare om biologiske trusler, følge aktiviteten i en sårprøve eller opdage biologisk forurening i drikkevand – uden et laboratorium i baglandet?

Det er ambitionen bag kvanteteknologi som biosensor.
Hjertet i sensoren er et såkaldt NV-center – en defekt i diamantens krystalgitter, der fungerer som et ultrafølsomt atomart målepunkt. NV-centrets elektronspin har kvantetilstande, som ved stuetemperatur reagerer på selv meget svage magnetiske spor i de nærmeste omgivelser. Med lys kan vi aflæse ændringerne og gøre ellers usynlige biologiske processer målbare.

Samme sensorprincip – mange muligheder. Blandt de anvendelser vi ser nærmere på:
• Find truslen: Screen prøver for udvalgte patogener og toksiner, så beskyttelse, afspærring og modforanstaltninger kan iværksættes hurtigere.
• Kontrollér dekontamineringen: Er det kun rester af dødt biologisk materiale – eller er der stadig levende aktivitet? Målet er hurtigere og sikrere frigivelse af områder og materiel.
• Vurdér såret: Opdag tidlige biologiske forandringer, og understøt beslutninger om behandling og evakuering.
• Lad parasitten afsløre sig selv: Malariaparasitten danner magnetiske krystaller i blodet. De skaber et fysisk spor, som en diamantbaseret kvantesensor kan registrere uden kunstige magnetiske markører.
• Beskyt vand og materiel: Opdag biologisk forurening i vand og aktive biofilm i tanke, rør og væskesystemer, før de bliver et sundhedsproblem eller udvikler sig til korrosionsskader.
Teknologien er stadig ung – og netop derfor kan operative brugere og industri være med til at forme, hvilke behov den skal løse.

Teknologien er dual-use, og som uafhængigt GTS-institut kan Teknologisk Institut rådgive, modne og afprøve løsningerne.