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 Kühlsystem ohne schädliche Kältemittel
01.08.2019 | Fraunhofer IPM

nachricht Batterieproduktion in Rekordgeschwindigkeit
30.07.2019 | 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: Womit werden wir morgen kühlen?

Wissenschaftler bewerten das Potenzial von Werkstoffen für die magnetische Kühlung

Für das Jahr 2060 erwarten Zukunftsforscher einen Paradigmenwechsel beim globalen Energiekonsum: Erstmals wird die Menschheit mehr Energie zum Kühlen aufwenden...

Im Focus: Tomorrow´s coolants of choice

Scientists assess the potential of magnetic-cooling materials

Later during this century, around 2060, a paradigm shift in global energy consumption is expected: we will spend more energy for cooling than for heating....

Im Focus: The working of a molecular string phone

Researchers from the Department of Atomically Resolved Dynamics of the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD) at the Center for Free-Electron Laser Science in Hamburg, the University of Potsdam (both in Germany) and the University of Toronto (Canada) have pieced together a detailed time-lapse movie revealing all the major steps during the catalytic cycle of an enzyme. Surprisingly, the communication between the protein units is accomplished via a water-network akin to a string telephone. This communication is aligned with a ‘breathing’ motion, that is the expansion and contraction of the protein.

This time-lapse sequence of structures reveals dynamic motions as a fundamental element in the molecular foundations of biology.

Im Focus: Meilensteine auf dem Weg zur Atomkern-Uhr

Zwei Forschungsteams gelang es gleichzeitig, den lang gesuchten Kern-Übergang von Thorium zu messen, der extrem präzise Atomkern-Uhren ermöglicht. Die TU Wien ist an beiden beteiligt.

Wenn man die exakteste Uhr der Welt bauen möchte, braucht man einen Taktgeber, der sehr oft und extrem präzise tickt. In einer Atomuhr nutzt man dafür die...

Im Focus: Milestones on the Way to the Nuclear Clock

Two research teams have succeeded simultaneously in measuring the long-sought Thorium nuclear transition, which enables extremely precise nuclear clocks. TU Wien (Vienna) is part of both teams.

If you want to build the most accurate clock in the world, you need something that "ticks" very fast and extremely precise. In an atomic clock, electrons are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Technomer 2019 - Kunststofftechniker treffen sich in Chemnitz

16.09.2019 | Veranstaltungen

„Highlights der Physik“ eröffnet

16.09.2019 | Veranstaltungen

Die Digitalisierung verändert die Medizin

13.09.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Probenhalter für die Proteinkristallographie

16.09.2019 | Biowissenschaften Chemie

Warum die Erdatmosphäre viel Sauerstoff enthält

16.09.2019 | Geowissenschaften

Wissenschaftler erforschen Produktentstehungsprozesse in neuem Innovationslabor

16.09.2019 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics