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16.02.2005 14:24

Offene Systeme für die Mikro- und Nanofluidik

Dr. Andreas Trepte Abteilung Kommunikation
Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

    Max-Planck-Wissenschaftler schaffen wichtige Grundlage zur Herstellung neuartiger Reaktionsgefäße für die Mikro- und Nanofluidik

    Die Zukunft gehört den "labs-on-a-chip", also chemischen und biochemischen Labors, die auf die Größe eines Computerchips geschrumpft sind. Diese eröffnen die Möglichkeit, mit minimalen Reagensmengen, sehr schnellen Reaktionszeiten und massiv parallel operierenden Prozessen Zeit und Kosten zu sparen. Eine entscheidende Voraussetzung für solche winzigen Labors sind geeignete Mikrokompartimente, die kleinste Mengen Flüssigkeit oder chemischer Stoffe wirksam umschließen. Dafür erforderlich sind direkt zugängliche Oberflächenkanäle, die mit photolithographischen Methoden hergestellt werden können und die ein vielversprechendes Design-Prinzip für offene Systeme in der Mikro- und Nanofluidik darstellen. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung, des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation sowie der University of California in Santa Barbara, USA, haben nun gemeinsam gezeigt, dass solche offenen Systeme nur dann möglich sind, wenn die Geometrie der Oberflächenkanäle genauestens mit der Benetzbarkeit des Substratmaterials abgestimmt wird (PNAS 102, 1848-1852, 8. Februar 2005).

    Weitere Informationen:

    http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2005/...

    Bilder

    Abb. 1: Rasterkraftmikroskopie-Aufnahmen von Flüssigkeitsmorphologien auf Siliziumsubstraten mit rechteckigen Oberflächenkanälen, die eine Breite von etwa einem Mikrometer haben. Links: Die Flüssigkeit dringt nicht in die Kanäle ein, sondern bildet zitronenförmige Tröpfchen aus, die die Kanäle (dunkle Streifen) überlagern. Rechts: Die Flüssigkeit breitet sich entlang der Kanäle aus und bildet ausgedehnte Filamente, zwischen denen sich fast leere Kanalsegmente (dunkle Streifen) befinden. In der unteren Zeile sind in beiden Aufnahmen links und rechts mehrere parallele Oberflächenkanäle zu sehen; in der oberer Zeile ist nur ein Kanal zu sehen, der ein Tröpfchen (links) bzw. ein Filament (rechts) enthält. Bei genauerer Betrachtung der Aufnahme rechts oben stellt man fest, dass das Filament mit dünnen Flüssigkeitskeilen entlang der unteren Kanalecken verbunden ist und dass die Kontaktlinie, d.h. der Rand des Meniskus an den oberen Kanalkanten "festgepinnt" ist.
    Abb. 1: Rasterkraftmikroskopie-Aufnahmen von Flüssigkeitsmorphologien auf Siliziumsubstraten mit rec ...
    Bild: Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
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    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Biologie, Chemie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Maschinenbau, Mathematik, Medizin, Physik / Astronomie, Werkstoffwissenschaften
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch

     

    Abb. 1: Rasterkraftmikroskopie-Aufnahmen von Flüssigkeitsmorphologien auf Siliziumsubstraten mit rechteckigen Oberflächenkanälen, die eine Breite von etwa einem Mikrometer haben. Links: Die Flüssigkeit dringt nicht in die Kanäle ein, sondern bildet zitronenförmige Tröpfchen aus, die die Kanäle (dunkle Streifen) überlagern. Rechts: Die Flüssigkeit breitet sich entlang der Kanäle aus und bildet ausgedehnte Filamente, zwischen denen sich fast leere Kanalsegmente (dunkle Streifen) befinden. In der unteren Zeile sind in beiden Aufnahmen links und rechts mehrere parallele Oberflächenkanäle zu sehen; in der oberer Zeile ist nur ein Kanal zu sehen, der ein Tröpfchen (links) bzw. ein Filament (rechts) enthält. Bei genauerer Betrachtung der Aufnahme rechts oben stellt man fest, dass das Filament mit dünnen Flüssigkeitskeilen entlang der unteren Kanalecken verbunden ist und dass die Kontaktlinie, d.h. der Rand des Meniskus an den oberen Kanalkanten "festgepinnt" ist.


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