Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Winziger Drucksensor als Schlüsselbaustein für die Mikroreaktionstechnik

21.10.2002



In der chemischen Industrie bahnt sich eine kleine Revolution an: Künftig könnten Produkte nicht mehr in großen Rührkesseln, sondern in winzigen Anlagen mit haardünnen Kanälen und ebenso schmalen Reaktionskammern hergestellt werden. Siemens-Forscher haben für diese Technik einen Miniatursensor entwickelt, der gleichzeitig Druck und Temperatur misst. Wie das Forschungsmagazin Pictures of the Future (www.siemens.de/pof) berichtet, wurde damit ein Schlüsselbaustein für den industriellen Betrieb der Mikroreaktionstechnik geschaffen.


Die Miniaturisierung hätte für die Industrie zahlreiche Vorteile: Unternehmen wären mit kleineren Anlagen wesentlich flexibler und hätten zugleich größeren Investitionsschutz. Denn der Umbau auf ein anderes Produkt wäre schneller möglich, es gäbe keine Fehlinvestitionen in große Anlagen. Geringere Mengen an Ausgangsstoffen bedeuten auch geringere Gefahren, da es fast immer von der Menge abhängt, ob Gemische zu große Wärme entwickeln. Reaktionen mit kleinen Mengen sind zudem besser zu steuern und liefern damit mehr erwünschte Chemikalien und weniger Nebenprodukte. Experten gehen davon aus, dass Mikroreaktoren ab 2005 in größerem Maßstab in der Industrie im Einsatz sind. Siemens beteiligt sich an einem vom Bundesforschungsministerium mitfinanzierten Projekt, das Mikroreaktionssysteme reif für die Praxis machen soll. Bis Mitte 2003 wollen die Partner ein System bauen, das eine modulare Mikrofluidik für die Versorgung mit Ausgangsstoffen enthält, sowie eine integrierte Sensorik, Analytik und automatisierte Prozessleittechnik.

Siemens-Wissenschaftler in Berlin entwickelten dafür einen Sensor, dessen druckempfindliche Membran nur einen Durchmesser von rund einem Millimeter hat. Die Membran gibt den Druck über einen Stempel an eine elektrisch leitende Struktur weiter. Deren Widerstand verändert sich dabei und liefert ein der Druckdifferenz proportionales Signal. Der Vorteil gegenüber bisherigen Minisensoren: Das Bauteil kann direkt in den Reaktor integriert werden und besitzt keine Ritzen, in denen Chemikalien haften können, die dann spätere Reaktionen stören könnten. Der Sensor besteht aus zwei Siliziumteilen, die gebondet sind. Das so genannte Direktbonden ist eine Art Kleben, wobei das Silizium mit Chemikalien vorbehandelt wird. Dabei lagern sich auf der Oberfläche Hydroxid-Moleküle ab. Beim Zusammenpressen haften die Teile über Wasserstoffbrücken aneinander, erst beim Erhitzen auf etwa 1000 Grad Celsius entsteht eine nahtlose und untrennbare Verbindung. Sind zusätzliche Metalle im Spiel, darf die Temperatur aber nicht zu hoch gewählt werden, da sonst Metallatome in die Siliziumschicht wandern und die Empfindlichkeit des Sensors verschlechtern. Die Siemens-Forscher haben die Klebetechnik zur Perfektion gebracht. Sie kommen heute mit nur 250 Grad Celsius aus, was noch komplexere Bauteile ermöglicht.

Norbert Aschenbrenner | Siemens

Weitere Berichte zu: Membran Mikroreaktionstechnik Schlüsselbaustein Sensor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Projekt CeGlaFlex: Hauchdünne, bruchsichere und biegsame Keramik und Gläser
24.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Löschbare Tinte für den 3-D-Druck
24.04.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung