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 Jade Hochschule entwickelt Messverfahren zur Prüfung von Schweißnähten unter Wasser
31.03.2020 | Jade Hochschule - Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

nachricht Wie bioökonomisch optimierte Ressourcen- und Energiekreisläufe bei der Produktion nachhaltiger Lebensmittel helfen
14.02.2020 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Belle II liefert erste Ergebnisse: Auf der Suche nach dem Z‘-Boson

Vor ziemlich genau einem Jahr ist das Belle II-Experiment angelaufen. Jetzt veröffentlicht das renommierte Journal Physical Review Letters die ersten Resultate des Detektors. Die Arbeit befasst sich mit einem neuen Teilchen im Zusammenhang mit der Dunklen Materie, die nach heutigem Kenntnisstand etwa 25 Prozent des Universums ausmacht.

Seit etwa einem Jahr nimmt das Belle II-Experiment Daten für physikalische Messungen. Sowohl der Elektron-Positron-Beschleuniger SuperKEKB als auch der...

Im Focus: Belle II yields the first results: In search of the Z′ boson

The Belle II experiment has been collecting data from physical measurements for about one year. After several years of rebuilding work, both the SuperKEKB electron–positron accelerator and the Belle II detector have been improved compared with their predecessors in order to achieve a 40-fold higher data rate.

Scientists at 12 institutes in Germany are involved in constructing and operating the detector, developing evaluation algorithms, and analyzing the data.

Im Focus: Wenn Ionen an ihrem Käfig rütteln

In vielen Bereichen spielen „Elektrolyte“ eine wichtige Rolle: Sie sind bei der Speicherung von Energie in unserem Körper wie auch in Batterien von großer Bedeutung. Um Energie freizusetzen, müssen sich Ionen – geladene Atome – in einer Flüssigkeit, wie bspw. Wasser, bewegen. Bisher war jedoch der präzise Mechanismus, wie genau sie sich durch die Atome und Moleküle der Elektrolyt-Flüssigkeit bewegen, weitgehend unverstanden. Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung haben nun gezeigt, dass der durch die Bewegung von Ionen bestimmte elektrische Widerstand einer Elektrolyt-Flüssigkeit sich auf mikroskopische Schwingungen dieser gelösten Ionen zurückführen lässt.

Kochsalz wird in der Chemie auch als Natriumchlorid bezeichnet. Löst man Kochsalz in Wasser lösen sich Natrium und Chlorid als positiv bzw. negativ geladene...

Im Focus: When ions rattle their cage

Electrolytes play a key role in many areas: They are crucial for the storage of energy in our body as well as in batteries. In order to release energy, ions - charged atoms - must move in a liquid such as water. Until now the precise mechanism by which they move through the atoms and molecules of the electrolyte has, however, remained largely unknown. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research have now shown that the electrical resistance of an electrolyte, which is determined by the motion of ions, can be traced back to microscopic vibrations of these dissolved ions.

In chemistry, common table salt is also known as sodium chloride. If this salt is dissolved in water, sodium and chloride atoms dissolve as positively or...

Im Focus: Den Regen für Hydrovoltaik nutzen

Wassertropfen, die auf Oberflächen fallen oder über sie gleiten, können Spuren elektrischer Ladung hinterlassen, so dass sich die Tropfen selbst aufladen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben dieses Phänomen, das uns auch in unserem Alltag begleitet, nun detailliert untersucht. Sie entwickelten eine Methode zur Quantifizierung der Ladungserzeugung und entwickelten zusätzlich ein theoretisches Modell zum besseren Verständnis. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte der beobachtete Effekt eine Möglichkeit zur Energieerzeugung und ein wichtiger Baustein zum Verständnis der Reibungselektrizität sein.

Wassertropfen, die über nicht leitende Oberflächen gleiten, sind überall in unserem Leben zu finden: Vom Tropfen einer Kaffeemaschine über eine Dusche bis hin...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium AWK’21 findet am 10. und 11. Juni 2021 statt

06.04.2020 | Veranstaltungen

Interdisziplinärer Austausch zum Design elektrochemischer Reaktoren

03.04.2020 | Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

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

Belle II liefert erste Ergebnisse: Auf der Suche nach dem Z‘-Boson

07.04.2020 | Physik Astronomie

Festkörperphysik: Vorhersage der Quantenphysik experimentell nachgewiesen

07.04.2020 | Physik Astronomie

Wie Serotonin die Kommunikation im Gehirn ausbalanciert

07.04.2020 | Biowissenschaften Chemie

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