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Ein Labor auf einem Mikrochip

06.11.2006
Eine Siegener Forschergruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Michael Schmittel beschäftigt sich mit der Lab-on-Microchip Technologie. Hierfür müssen grundlegende physikalische und chemische Konzepte und Methoden erarbeitet werden.

Eine höchst erfreuliche Nachricht konnte Prof. Dr. Michael Schmittel, Sprecher der Siegener Forschergruppe "Mikro- und Nanochemie" und geschäftsführender Vorsitzender des Forschungszentrums für Mikro-/Nanochemie und -Technologie an der Universität Siegen Cµ entgegennehmen. Nach der positiven Begutachtung durch ein 6-köpfiges Gutachtergremium im August wurden vor wenigen Tagen die entsprechenden Mittel in Höhe von 1.5 Millionen Euro durch den Hauptausschuss der DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) bereitgestellt. Durch die zugesagte Förderung können insgesamt 10 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen für die nächsten 3 Jahre finanziert und mit der notwendigen Ausstattung versehen werden.

Eine Forschergruppe ist eine Auszeichnung der DFG für exzellente Forschung in einem Forschungsverbund, der an die Beteiligten höchste Anforderungen stellt. Das Mitwirken in der Forschergruppe setzt bei den einzelnen Arbeitsgruppenleitern neben herausragenden Qualitäten in den "eigenen" Forschungsgebieten auch eine fachübergreifende Kompetenz voraus. Diese zeigt sich insbesondere in einer größeren Zahl interdisziplinärer Projekte, welche sich über mehrere Disziplinen: Chemie, Physik, Informatik und Ingenieurwissenschaften erstrecken.

Die Forschergruppe hatte bereits in der ersten Förderperiode - ebenfalls über einen Zeitraum von 3 Jahren - aufgrund der starken Vernetzung der Projekte zügig zu einer kompakten und leistungsfähigen Einheit zusammengefunden. So wurden mehr als 80 Publikationen in renommierten Fachzeitschriften, ein Lehrbuch und auch bereits mehrere Patente auf den Weg gebracht. Alleine während der ersten Förderphase ergingen vier Rufe an leitende Wissenschaftler. Zwar hat mit Herrn Prof. Meixner, dem ersten Sprecher, ein wichtiges und renommiertes Mitglied die Universität Siegen in Richtung Tübingen verlassen, aber er steht weiterhin der Forschergruppe für Kooperationen zur Verfügung. Aufgrund einer gezielten Berufungspolitik konnten die Vakanzen in der Forschergruppe durch ausgewiesene neu an die Universität Siegen berufene Kollegen besetzt werden. Wie bereits in der ersten Förderperiode werden fünf Arbeitsgruppen aus Siegen um die Professoren Böhm, Ihmels, Mews, Schmittel und Wiechert den Kern der Forschergruppe bilden und durch jeweils eine Arbeitgruppe vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Mainz (MPI) und vom Institut für Mikrotechnik Mainz (IMM) ergänzt.

Die Vision eines Lab-on-Microchip, eines von einer CMOS-ASIC Plattform autonom verwalteten chemischen Analyselabors mit komplett integrierter Fluidik, Analytik und Auswertung, lässt für die mittlere Zukunft neuartige medizinische Notfall- und Heilapplikationen erhoffen, die - eine Implantation vorausgesetzt - kontinuierlich verschiedene Messwerte in Körperflüssigkeiten überwachen und gezielte Aktionen beim Überschreiten von Grenzwerten veranlassen können. Gegenwärtig steht die Wissenschaft weltweit, trotz erster beachtlicher Erfolge wie der elektrischen Biochiptechnologie (DNA-Biochip - Deutscher Zukunftspreis 2004), erst am Beginn eines langwierigen Prozesses, in dem Technologien und Komponenten der Mikroelektronik mit denen der Mikrofluidik und der Mikrochemie verknüpft werden müssen, wenn die Vision eines Lab-on-Microchip Wirklichkeit werden soll. Die Wissenschaftler möchten daher durch ihre Forschung gezielt ausgewählte und zukunftsträchtige Schnittstellen zwischen Chemie, Fluidik, Sensorik, Oberflächen und Mikroelektronik untersuchen.

In der zweiten Förderperiode sollen nun die Rahmenbedingungen, die ein solcher Chip mit sich bringt, in allen Teilprojekten deutlich stärker als bisher Berücksichtigung finden. Hierzu soll durch geeignete Experimente und begleitende Simulationen erforscht werden, wie sich das Zusammenspiel chemischer Sensormoleküle in mikrostrukturierten Anordnungen mit der Fluidik und Prozessen an den Oberflächen darstellt.

Um diese Forschungen weiter voranzutreiben, werden auch in Zukunft modernste Methoden der Mikrostrukturierungs- und Nanotechnologie, der organischen und physikalischen Chemie und der Oberflächen- und Grenzflächenwissenschaften eingesetzt. Die Wissenschaftler hoffen so einen "universellen Baukasten" zu schaffen, in dem einzelne Komponenten nahezu beliebig miteinander verknüpft werden können. Prof. Schmittel ist sich sicher, dass die in diesem Bereich ausgebildeten Forscherinnen und Forscher auch international hervorragende Aussichten für ihre berufliche Zukunft haben werden.

An der Universität Siegen werden bereits seit Mitte der 90er Jahre gezielt Forschungsaktivitäten im Bereich der Mikro- und Nanochemie durch die Hochschulleitung gefördert. Im Rahmen einer stärkeren Profilbildung in der Forschung stellt die Mikro- und Nanochemie einen wichtigen Forschungsschwerpunkt der Universität Siegen dar.

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Michael Schmittel
Telefon: 0271/740-4356
Telefax: 0271/740-3270
email: schmittel@chemie.uni-siegen.de

Ullrich-Eberhardt Georgi | idw
Weitere Informationen:
http://www.cu.uni-siegen.de

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