Výzkum navzdory a kvůli koronaviru

Výzkumník Fraunhofer EMFT v čistírně (© Fraunhofer EMFT/Bernd Müller)

Fraunhofer EMFT výzkum a vývoj senzorových systémů a aktorů pro člověka a životní prostředí na pobočkách v Mnichově, Oberpfaffenhofenu a Regensburgu. Mezi kompetence přibližně 130 zaměstnanců patří výroba mikrotechnologií, inovativní řešení senzorů, mikrodávkování a bezpečná elektronika.

Není to jednoduchá rovnováha, kterou musí současní vědci zvládnout: pandemii COVID-19 lze zmírnit pouze omezením osobních kontaktů – což platí i v pracovním každodenním životě. Na druhou stranu jsou některé výzkumné aktivity právě teď důležité, aby podpořily lékaře, ošetřovatelky a úřady v jejich práci. Na Fraunhofer EMFT představuje tento výzvu například vývoj termopilových senzorů společnosti Heimann GmbH. Důležité kroky v procesu probíhají v čistém prostoru mnichovského institutu.

Senzorové technologie nejsou zřejmě první oblastí výzkumu, která se při boji s infekcemi vybaví. Přesto malé elektronické pomocníky najdeme i v lékařských přístrojích, které jsou právě teď naléhavě potřeba, například ventilátory.

Proto není ani čistý prostor Fraunhofer EMFT opuštěný – i když byly vysoké hygienické a bezpečnostní normy ještě zpřísněny. Dr. Lars Nebrich tam se svým týmem podporuje společnost Heimann Sensor GmbH, dlouhodobého zákazníka, při vývoji a optimalizaci takzvaných termopilových infračervených detektorů. „Tyto high-tech senzory se například používají jako bezkontaktní IR teploměry: i na vzdálenost 0,5 až 2 metry (v závislosti na typu senzoru) dokážou spolehlivě určit tělesnou teplotu osob. Bezkontaktní měření teploty lze například využít při vstupu do budov: pokud senzor u osoby zaznamená zvýšenou tělesnou teplotu, systém reaguje optickým a akustickým signálem. V manuálních teploměrech na měření horečky umožňují senzory spolehlivou kontrolu horečky, aniž by se zdravotnický personál musel s pacienty kontaktovat.“

Další důležitou skutečností v aktuální situaci je, že je třeba tyto senzory používat i v ventilátorech,“ vysvětluje vědec. V ventilátorech jsou termopilové senzory používány v optických senzorech CO2 ke kontrole výdechu.

Heimann je celosvětově předním výrobcem těchto termopilových infračervených detektorů, a proto je nyní poptávka velmi vysoká. „Kdyby dodávky detektorů narazily, v současných krizových regionech by chybělo ještě více urgentně potřebného lékařského vybavení,“ říká Nebrich. Partneři proto jednomyslně rozhodli pokračovat v práci v čistém prostoru. Přesto se tým necítí jako při „business as usual“. „Ochrana zdraví našich kolegů je naší nejvyšší prioritou, to je bez diskuze,“ zdůrazňuje Nebrich. Na základě pokynů Bavorské státní vlády a krizového managementu Fraunhofer aktuálně pracuje pouze silně zredukovaný jádrový tým v čistém prostoru, aby bylo možné vždy dodržovat odstupová pravidla. Mimo to je práce v čistém prostoru i v „normálních“ dobách spojena s nejvyššími požadavky na čistotu: vědci tam obecně pracují v speciálním oblečení do čistého prostoru a vzduch je díky specifické filtrační technice obvykle již sterilní – podobně jako v operačním sále.

Vývoj termopilových senzorů je složitý proces, který vyžaduje nejen specifickou infrastrukturu čistého prostoru, ale také rozsáhlé know-how a rutinu při sestavování a zpracování takzvaných MEMS (mikroelektro-mechanických systémů). Aby mohli optimalizovat výrobní technologii, spolupracují vědci Fraunhofer EMFT také společně se společností Heimann Sensor GmbH na vývoji další generace vysoce rozlišených infračervených senzorů. To by mohlo dále zvýšit prostorové a tepelné rozlišení těchto senzorů při nákladově efektivní výrobě.