Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pumpen aus Silizium

08.10.2001


Kleinste Mengen von Flüssigkeiten und Gasen sollen Minipumpen vor allem im Labor und in der Biotechnologie fördern und dosieren. Eine kommerzielle, nur pfenniggroße Variante aus Silizium mit Ansteuerungsmodul wird mit steigender Stückzahl produziert und verkauft.


Die kommerziell erhältliche Mikropumpe fördert und dosiert kleinste Volumina in Geräten für Labor und Biotechnologie. ©Fraunhofer IMS



Die Mikrosystemtechnik erweitert die Mikroelektronik um mechanische und optische Komponenten. Die verschiedenen Techniken der Chipfertigung wie das Abscheiden von Material oder das Abtragen durch Ätzen werden dazu genutzt, um neuartige Mikromaschinen zu entwickeln. Halbleitermaterialien werden damit zu Werkstoffen. Fraunhofer-Forscher haben eine Pumpe entwickelt, die kleiner als ein Pfennig ist und vollständig aus Silizium besteht. Jetzt sind die Winzlinge kommerziell erhältlich. "Es sind nicht nur die etablierten und ausgefeilten Bearbeitungsmöglichkeiten, die dieses Halbmetall für die Mikromechanik attraktiv macht", erklärt Dr. Martin Richter vom Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in München. "Dank seiner ausgezeichneten elastomechanischen Eigenschaften haben wir sogar die Membran unserer Pumpe aus Silizium gefertigt." Die Folge: Ohne nennenswerte Verschleiß- und Ermüdungserscheinungen arbeiten die Geräte mit partikelfreien Medien sehr lange und höchst zuverlässig.



Auf der Membran sitzt eine kleine Scheibe aus Piezokeramik, die vom elektrischen Takt eines externen Ansteuermoduls von der Größe einer Streichholzschachtel in Schwingung versetzt wird. Bis zu einhundertmal pro Sekunde saugt die vibrierende Membran ein winziges Volumen Flüssigkeit oder Gas durch ein Ventil an und stößt es durch ein zweites wieder aus. In einer Minute pumpt sie so maximal zwei Milliliter und kommt selbst gegen ein halbes Bar Überdruck an.

Die Anwendungsbereiche der kleinen Pumpen sind ausgesprochen vielfältig. Zurzeit sind sie vor allem in der Biotechnologie und der Labortechnik gefragt, wie Richter weiß: "Die hier verwendeten Lösungen spezieller Enzyme sind extrem teuer und kleinste Mengen müssen zuverlässig dosiert werden können. Dasselbe gilt bei der Suche nach neuen Wirkstoffen, dem Pharmascreening: Um feststellen zu können, welche Stoffe gegen bestimmte Krankheiten wirken, werden winzige Volumina ihrer Lösungen gefördert und gemischt."

Die Industrie hat die Vorteile der Mini-Pumpen schnell erkannt und setzt sie zunehmend ein. "Die Nachfrage ist enorm", freut sich Simone Brand, die am IMS für den Bereich Marketing verantwortlich ist. "Solange die Stückzahlen nicht zu groß sind, fertigen wir die Pumpen noch selbst. Derzeit kostet eine Pumpe rund 200 Euro, das Ansteuerungsmodul 250 Euro. Bei größeren Stückzahlen dürfte sie künftig noch deutlich billiger werden."

Ansprechpartnerin:
Simone Brand
Telefon: 0 89/ 54 75 9-138, Fax: 0 89/ 54 75 9-1 00,
E-Mail: brand@imsm.fhg.de

Dr. Johannes Ehrlenspiel | idw
Weitere Informationen:
http://www.ims.fhg.de/datenblaetter/micromachining/membranpumpe/membranpumpe-d.pdf
http://www.fraunhofer.de/german/press/md

Weitere Berichte zu: Flüssigkeit Membran Pumpe Silizium Stückzahl

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neues Verfahren zur Inprozesskontrolle in der Warmumformung
18.08.2017 | Fachhochschule Südwestfalen

nachricht Forschungsprojekt zu optimierten Oberflächen von Metallpulver-Spritzguss-Werkzeugen
17.08.2017 | Hochschule Pforzheim

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik