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 Staubarmes Recycling wertvoller Rohstoffe aus Elektronikschrott
16.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Mikrostrukturen mit dem Laser ätzen
25.10.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie