Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektromagnetische Miniaturen

06.10.2006
Simultane Herstellung von Mikrokanälen und parallelen elektrisch leitenden Metalldrähten

Magnetische Bauteile, die sich durch Anlegen eines äußeren elektrischen Feldes steuern lassen, eignen sich für viele verschiedene Anwendungen. Sie dienen als mikrofluidische Pumpen, Mischer oder Ventile in miniaturisierten Lab-on-Chip-Systemen oder helfen beim Sortieren und regelmäßigen Anordnen von magnetischen Partikeln.

Insbesondere in der Biochemie und der Zellbiologie gibt es zahlreiche Einsatzmöglichkeiten: So können z. B. Antikörper oder andere Liganden, die an einzelne Biomoleküle oder an Oberflächenstrukturen ganzer Zellen binden, an magnetische Kügelchen gekoppelt werden, ihre spezifischen Bindungspartner auch in komplexen Mischungen erkennen und anschließend mit Hilfe eines Elektromagneten herausgefischt werden. Elektromagneten besitzen gegenüber permanenten Magneten den Vorteil, dass man sie mit Hilfe des elektrischen Stroms an- oder ausschalten kann.

Außerdem lässt sich die Feldstärke auf einen gewünschten Wert einstellen und bei Bedarf verändern. Sie haben allerdings den Nachteil, dass sie schwächere magnetische Felder erzeugen und deshalb möglichst in unmittelbarer Nachbarschaft zum Einsatzort angebracht werden sollten.

Eine Methode, um mit geringem Aufwand einen mikrofluidischen Kanal und im Abstand von nur 10 µm parallel dazu zwei Metallkabel als Elektromagnete herzustellen, haben G. M. Whitesides und seine Mitarbeiter von der Harvard University, Cambridge, USA entwickelt. Zunächst wird die Struktur bestehend aus einem 40 µm breiten und 40 µm tiefen inneren und zwei links und rechts benachbarten 120 µm breiten und 40 µm tiefen äußeren Kanälen lithographisch in ein Polydimethylsiloxanharz eingeprägt. Durch eine Behandlung mit 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan werden die Oberflächen der äußeren Kanäle silanisiert. Dadurch können sie mit geschmolzenem Lötmetall benetzt werden, das im nächsten Schritt in die erwärmten Grundformen eingefüllt wird. Beim Abkühlen erstarrt das flüssige Metall und bildet so zwei stabile Metallkabel links und rechts vom inneren Kanal. Im Inneren dieses Kanals ließen sich durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die beiden Drähte magnetische Felder mit einer Stärke von bis zu 2,8 mT erzeugen.

Auch ein gesteuerter Transport von magnetischen Kügelchen im Kanal war möglich: Die Wissenschaftler stellten einen Kanal mit parallelen Drähten her, der sich nach wenigen Millimetern in zwei getrennte Äste gabelte. Durch diesen Kanal floss eine Suspension von magnetischen Kügelchen. Wurde nun der elektrische Strom im rechten Draht eingeschaltet, so wanderten die Kügelchen an der Gabelung in den rechten Ast und umgekehrt.

Angewandte Chemie: Presseinfo 39/2006

Autor: George M. Whitesides, Harvard University, Cambridge (USA), http://gmwgroup.harvard.edu/contact.html

Angewandte Chemie 2006, 118, No. 41, 7031-7036, doi: 10.1002/ange.200602273

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de
http://presse.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Elektromagnete Harvard Kanal Kügelchen Metallkabel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere
20.02.2018 | Forschungszentrum Jülich GmbH

nachricht Markierung für Krebsstammzellen
20.02.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Highlight der Halbleiter-Forschung

20.02.2018 | Physik Astronomie

Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?

20.02.2018 | Materialwissenschaften

Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics