Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanotech trifft Biotech: Leuchtende Nanostrukturen für "Lab on Chip" Systeme

11.04.2002


Was für die Mikroelektronik immer kleinere Strukturen und schnellere Datenübertragung ist, ist für Umwelt- und Biotechnologie der Wunsch nach schnellen und kostengünstigen Analysemöglichkeiten. So genannte Lab on Chip Systeme, Minilabore, mit denen sich kleinste Mengen Flüssigkeit beispielsweise auf Pestizidrückstände oder Umweltgifte hin analysieren lassen. - Der weltweit erste integrierte Optokoppler in Siliziumtechnologie macht beides möglich. Wolfgang Skorupa, Thoralf Gebel und Kollegen vom Forschungszentrum Rossendorf (FZR), Dresden, haben ihn entwickelt und stellen ihn auf der Hannover Messe 2002 vor (Halle 18, Stand M16, Forschungsland Sachsen).

Bei der Herstellung noch kleinerer Chips und leistungsfähigerer Rechner kann optische Datenübertragung weiterhelfen. Sie ist schneller und nicht so störanfällig wie die elektrische, ermöglicht daher deutlich kleinere Strukturen. Elektrische Anschlüsse wirken wie kleine Antennen, sie beeinflussen sich gegenseitig und dürfen nicht zu eng stehen - optisch sind hier keine Grenzen gesetzt. Doch was über weite Strecken mit Glasfaserkabeln schon lange realisiert ist, war für die Kommunikation innerhalb von Chips nicht möglich. Dass es auf kleinstem Raum bisher keine rentablen optischen Lösungen gab, lag an dem Material, aus dem die Mikroelektronik ist: Es muss Licht aussenden und empfangen können. Und bis vor wenigen Jahren galt es als undenkbar, Silizium, dem Chipmaterial, Licht zu entlocken.

Skorupa und seine Kollegen im FZR haben es geschafft: In Rossendorf leuchtet Silizium seit 1996 blau. Inzwischen haben sie ein Bauteil entwickelt, das sich besonders für "Lab on Chip" Systeme für die Sensorik eignet. Der so genannte integrierte Optokoppler auf Siliziumbasis kann in den herkömmlichen Prozessschritten für die Chipherstellung aufgebaut und in einen Chip integrieren werden. Er besteht aus einem Lichtemitter und einem Empfänger. Versieht man nun den Bereich zwischen Emitter und Empfänger mit kleinen Hohlräumen, können dort die Flüssigkeiten hindurchströmen, die man analysieren möchte. "Die Anordnung ist einfach und handlich: Man kann das Labor mit in die Natur nehmen und muss die Proben nicht mehr ins Labor holen. Zudem ist es besonders kostengünstig, es eignet sich zum Einwegartikel," so Gebel. Natürlich umweltfreundlich, denn Silizium wird aus Sand hergestellt.

Lichtemission aus Silizium-Nanostrukturen eröffnet völlig neue Perspektiven für optische Chip-Kommunikation und Sensorik - weltweit forschen Wissenschaftler auf dem Gebiet. Die Rossendorfer Entwicklung ist ein wichtiger Schritt für solche Anwendungen.

Info: Das Forschungszentrum Rossendorf (FZR) ist Mitglied der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V. (WGL). Der WGL gehören 79 außeruniversitäre Forschungseinrichtungen an, von denen neben dem FZR noch drei weitere in Dresden ansässig sind. Die Institute der Leibniz Gemeinschaft arbeiten nachfrageorientiert und interdisziplinär; sie sind von überregionaler Bedeutung, betreiben Vorhaben im gesamtstaatlichen Interesse und werden deshalb von Bund und Ländern gemeinsam gefördert.

Forschungszentrum Rossendorf
Dr. Silke Ottow
Postfach 510119
01314 Dresden

s.ottow@fz-rossendorf.de

Dr. Frank Stäudner | idw
Weitere Informationen:
http://www.nanoparc.de/
http://www.fz-rossendorf.de/hmi2002

Weitere Berichte zu: FZR Optokoppler Sensorik Silizium

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Bergamoten – Verlockung und Verhängnis für Tabakschwärmer
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt
19.04.2017 | Forschungszentrum Jülich GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bestrahlung bei Hirntumoren? Eine neue, verlässlichere Einteilung erleichtert die Entscheidung

26.04.2017 | Medizin Gesundheit

Nose2Brain – Effizientere Therapie von Multipler Sklerose

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Bauübergabe der ALMA-Residencia

26.04.2017 | Architektur Bauwesen