Quanten-Magnetfeldsensor Magnetfelder von 300 Picotesla sind messbar

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Klein, leicht und hochsensibel: Ein Stuttgarter Start-up-Unternehmen hat einen Magnetfeldsensor entwickelt, mit dem in naher Zukunft Prothesen über Muskelsignale gesteuert werden können. Die Sensoren sind bei Raumtemperatur hochempfindlich.

Neben dem Quantencomputing gilt die Quantensensorik als technisches Versprechen für die Zukunft. Es soll den Fortschritt in der Industrie beschleunigen. Ein Unternehmen, das an Quantensensorik arbeitet, ist das Stuttgarter Start-up Q.ANT. Die Entwickler bauen kleine, leichte und hochempfindliche Magnetfeldsensoren. Mit dem Sensor können kleine Magnetfelder von 300 Pikotesla bei Raumtemperatur gemessen werden. Bisher war dies nur möglich, indem Sensorsysteme auf den absoluten Nullpunkt bei -273 °C (0 K) abgekühlt oder auf 150 °C erhitzt wurden.

Noch Entwicklungsarbeit notwendig

Die von Q.ANT entwickelten Magnetfeldsensoren sind bereits bei Raumtemperatur hochempfindlich. Ein vollintegrierter Quantensensor auf Diamantbasis kann nun erstmals beispielsweise Muskelsignale realistisch erfassen. Ein entsprechender Nachweis ist im Laboraufbau bereits gelungen.

Bis zur Anwendungsreife der Quantensensorik sind allerdings noch drei bis vier Jahre Entwicklungsarbeit nötig. Dann könnten Prothesen mit integrierten Magnetfeldsensoren Muskelsignale erkennen und entsprechende Bewegungen auslösen. Eine Handprothese könnte sich zur Faust schließen oder nach einer Tasse greifen.

Noch sind die Sensoren samt integrierter Steuerungstechnik zu groß, um sie in Prothesen zu integrieren. Die Entwickler planen, die Sensoren in den nächsten Jahren auf Streichholzschachtelgröße zu verkleinern.

Magnetfeldsensor misst kleine Ströme

Neben der Medizintechnik könnten die Magnetfeldsensoren auch in anderen Anwendungsbereichen Einzug halten. „Überall dort, wo feinste Ströme gemessen werden müssen, zum Beispiel in der Elektroindustrie zur Qualitätssicherung von Schaltungsträgern oder Festplatten, aber auch zur Erkennung von Fehlströmen in Leistungschips oder Batterien“, sagt Q.ANT-Gründer und Geschäftsführer Michael Förtsch.

Weitere Einsatzmöglichkeiten sieht Förtsch in der Automobilindustrie zur Lokalisierung oder in der Medizintechnik zur Früherkennung von Hirnerkrankungen. Eher mittelfristig in der Mensch-Maschine-Interaktion.

Was mit den Magnetfeldsensoren bereits möglich ist, zeigt ein Demonstrator. Das Exponat besteht aus einer künstlichen Hand aus Glas, durch die ein schwacher Strom fließt, und einen Quantensensor. „Das durch den Strom erzeugte Magnetfeld lesen wir berührungslos aus dem Demonstrator aus. So kann der Sensor die Handprothese öffnen und schließen“, sagt Förtsch.

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