Was ist drin in der Tube? Ein harmloses Haargel oder ein brisanter Sprengstoff? Und in dem kleinen Fläschchen? Eine Feuchtigkeitslotion oder doch Benzin? Fragen, die ein kleines Gerät in wenigen Sekunden beantwortet.
"Das sieht so ein bisschen aus wie eine Registraturkasse, Sie legen die Flasche darauf und dann dringen innerhalb von Sekundenbruchteilen Mikrowellen in die Flasche ein, und diese Mikrowellen werden durch die Eigenschaft der Flüssigkeit beeinflusst, liefern dann ein Signal, was dann anzeigt, um was für eine Flüssigkeit es sich handelt","
sagt Norbert Klein vom Institut für Bio- und Nanosysteme am Forschungszentrum Jülich. Dabei nutzen die Forscher gleich mehrere physikalische Prinzipien, um die Flüssigkeiten in Kategorien einzuteilen. Zunächst einmal unterscheiden sie Flüssigkeiten anhand der elektrischen Polarisierbarkeit ihrer Moleküle. Klein:
""Nehmen sie zum Beispiel Wasser, Wasser ist ein sehr polares Medium und das reagiert auf Mikrowellen anders als unpolare Flüssigkeiten, also etwa organische Flüssigkeiten. Das ist das eine Unterscheidungskriterium, Wasser von brennbaren Flüssigkeiten zu unterscheiden. Das zweite Kriterium ist die elektrische Leitfähigkeit, zum Beispiel hervorgerufen durch Ionen, zum Beispiel wenn sie eine Säure haben, dann haben sie dort Wasserstoffionen, diese Wasserstoffionen erzeugen eine elektrische Leitfähigkeit, und diese Leitfähigkeit registrieren wir auch und können damit die Säuren von Flüssigkeiten gut abgrenzen."
Wobei die Betonung auf dem Wort "Flüssigkeit" liegt, der Jülicher Mikrowellensensor hat nämlich Probleme bei Pasten und Cremes. Grundsätzlich gilt: Je mehr Wasser, desto besser das Ergebnis! Keine Resultate liefert der Sensor zudem bei Flaschen aus Metall. Klein:
"Weil Mikrowellen nicht durch Metallwände strahlen, können wir keine Flüssigkeiten in Metallflaschen charakterisieren. Unser System erkennt aber, dass es sich um einen metallischen Behälter handelt. Nehmen Sie einen Tetrapack, der innen mit Aluminium beschichtet ist, da würden wir sagen, ja, das ist ein metallisches Gefäß, entweder verbietet man das von vornherein mitzunehmen oder man untersucht die Flüssigkeit mit anderen Methoden, also auskippen in Plastikbecher und dann können wir natürlich wieder charakterisieren."
Weitgehend gelöst ist zudem das Problem mit zwei harmlosen Flüssigkeiten, die erst im Flugzeug zu einem brisanten Sprengstoff gemischt werden. Der Jülicher Mikrowellensensor verfügt über eine Liste aller bekannten Einzelsubstanzen. Klein:
"Wir haben also eine Messkampagne gemacht und haben diese Stoffe untersucht und können ausschließen, dass die mit Getränken verwechselt werden."
Allerdings – sagt Norbert Klein vom Forschungszentrum Jülich – muss diese Liste in Zusammenarbeit mit dem Bundeskriminalamt laufend ergänzt werden. Neue Sprengstoffe kann auch dieses System nicht erkennen. Die Zahl der Fehlalarme tendiert bei Getränken wie Wasser, Wein oder Cola gegen Null; komplizierter wird es bei Kosmetika, da werden in vielen Fällen Doppelkontrollen notwendig sein. Noch, hofft Norbert Klein. Ob das System akzeptiert wird, hängt auch davon ab, dass es schnell arbeitet. Und zwar bei allen denkbaren Flüssigkeitsmengen. Beim letzten Punkt sehen die Jülicher Sicherheitsforscher keine Probleme. Klein:
"Wir haben ja zurzeit die Begrenzung 100 Milliliter, natürlich kann auch von einer 100-Milliliter-Flasche ein Gefahrenpotenzial ausgehen, 100 Milliliter Nitroglycerin sind nicht ungefährlich, und wir können sagen, unsere Messgrenze geht runter bis in den Bereich 20-Milliliter-Behälter."
Noch ist der Sensor aber nicht im Einsatz, noch gilt die Regel: Keine Flüssigkeiten ins Handgepäck!
"Das sieht so ein bisschen aus wie eine Registraturkasse, Sie legen die Flasche darauf und dann dringen innerhalb von Sekundenbruchteilen Mikrowellen in die Flasche ein, und diese Mikrowellen werden durch die Eigenschaft der Flüssigkeit beeinflusst, liefern dann ein Signal, was dann anzeigt, um was für eine Flüssigkeit es sich handelt","
sagt Norbert Klein vom Institut für Bio- und Nanosysteme am Forschungszentrum Jülich. Dabei nutzen die Forscher gleich mehrere physikalische Prinzipien, um die Flüssigkeiten in Kategorien einzuteilen. Zunächst einmal unterscheiden sie Flüssigkeiten anhand der elektrischen Polarisierbarkeit ihrer Moleküle. Klein:
""Nehmen sie zum Beispiel Wasser, Wasser ist ein sehr polares Medium und das reagiert auf Mikrowellen anders als unpolare Flüssigkeiten, also etwa organische Flüssigkeiten. Das ist das eine Unterscheidungskriterium, Wasser von brennbaren Flüssigkeiten zu unterscheiden. Das zweite Kriterium ist die elektrische Leitfähigkeit, zum Beispiel hervorgerufen durch Ionen, zum Beispiel wenn sie eine Säure haben, dann haben sie dort Wasserstoffionen, diese Wasserstoffionen erzeugen eine elektrische Leitfähigkeit, und diese Leitfähigkeit registrieren wir auch und können damit die Säuren von Flüssigkeiten gut abgrenzen."
Wobei die Betonung auf dem Wort "Flüssigkeit" liegt, der Jülicher Mikrowellensensor hat nämlich Probleme bei Pasten und Cremes. Grundsätzlich gilt: Je mehr Wasser, desto besser das Ergebnis! Keine Resultate liefert der Sensor zudem bei Flaschen aus Metall. Klein:
"Weil Mikrowellen nicht durch Metallwände strahlen, können wir keine Flüssigkeiten in Metallflaschen charakterisieren. Unser System erkennt aber, dass es sich um einen metallischen Behälter handelt. Nehmen Sie einen Tetrapack, der innen mit Aluminium beschichtet ist, da würden wir sagen, ja, das ist ein metallisches Gefäß, entweder verbietet man das von vornherein mitzunehmen oder man untersucht die Flüssigkeit mit anderen Methoden, also auskippen in Plastikbecher und dann können wir natürlich wieder charakterisieren."
Weitgehend gelöst ist zudem das Problem mit zwei harmlosen Flüssigkeiten, die erst im Flugzeug zu einem brisanten Sprengstoff gemischt werden. Der Jülicher Mikrowellensensor verfügt über eine Liste aller bekannten Einzelsubstanzen. Klein:
"Wir haben also eine Messkampagne gemacht und haben diese Stoffe untersucht und können ausschließen, dass die mit Getränken verwechselt werden."
Allerdings – sagt Norbert Klein vom Forschungszentrum Jülich – muss diese Liste in Zusammenarbeit mit dem Bundeskriminalamt laufend ergänzt werden. Neue Sprengstoffe kann auch dieses System nicht erkennen. Die Zahl der Fehlalarme tendiert bei Getränken wie Wasser, Wein oder Cola gegen Null; komplizierter wird es bei Kosmetika, da werden in vielen Fällen Doppelkontrollen notwendig sein. Noch, hofft Norbert Klein. Ob das System akzeptiert wird, hängt auch davon ab, dass es schnell arbeitet. Und zwar bei allen denkbaren Flüssigkeitsmengen. Beim letzten Punkt sehen die Jülicher Sicherheitsforscher keine Probleme. Klein:
"Wir haben ja zurzeit die Begrenzung 100 Milliliter, natürlich kann auch von einer 100-Milliliter-Flasche ein Gefahrenpotenzial ausgehen, 100 Milliliter Nitroglycerin sind nicht ungefährlich, und wir können sagen, unsere Messgrenze geht runter bis in den Bereich 20-Milliliter-Behälter."
Noch ist der Sensor aber nicht im Einsatz, noch gilt die Regel: Keine Flüssigkeiten ins Handgepäck!