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Die Prozessierung geringster Flüssigkeitsmengen steht im Blickpunkt des neuen Projektes "Akustoelektronische Mikrofluidik" am Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW). Mit dem Projekt wollen Nachwuchswissenschaftler gemeinsam mit Wirtschaftspartnern eine neue Technologie¬plattform für miniaturisierte Bauelemente in der Medizin und Biotechnologie auf den Weg bringen. Der entsprechende Projektantrag ging als einer der Sieger aus dem InnoProfile-Wettbewerb hervor. Das BMBF fördert dieses Projekt mit 1,4 Millionen Euro für 5 Jahre bis zum Jahr 2012. Als Wirtschaftspartner stehen Unternehmen der Region zur Seite, darunter InnoXacs, eine Ausgründung des Projektinitiators und ehemaligen IFW-Mitarbeiters Dr. Manfred Weihnacht.
Was ist akustoelektronische Mikrofluidik?
Akustoelektronische Mikrofluidik ist ein völlig neues Konzept, das zwei Technologien zusammenführen soll, die jede für sich genommen bereits etabliert sind und sich derzeit mit großer Dynamik entwickeln: die Akustoelektronik und die Mikrofluidik.
Unter Mikrofluidik versteht man die Handhabung kleinster Mengen von Flüssigkeiten und Gasen. Sie spielt eine zentrale Rolle in den Schlüsselgebieten der Mikrosystemtechnik wie z. B. in miniaturisierten Analysensystemen, Brennstoffzellen und Bioreaktoren. Verbreitet sind Anwendungen in der pharmazeutischen Industrie, der Umweltanalytik, der Prozesskontrolle und der Lebensmittelchemie.
Die Akustoelektronik nutzt akustische Oberflächenwellen (SAW), die auf piezoelektrischen Materialien angeregt werden und sich entlang der Festkörperoberfläche ausbreiten, für die Beeinflussung von elektronischen Funktionen in Festkörpern. In der Kommunikations¬technik werden akustoelektronische Bauelemente verwendet, um Frequenzen zu selektieren oder Signale zu verzögern bzw. zu verstärken. Die Anwendungen der SAW-Bauelemente reichen von Frequenzfiltern in Fernsehgeräten und Fernbedienung über Mobil- und Schnurlostelefone bis hin zu Datenübertragung, Sensorik und Identifizierungs¬technik.
Projektziele
Am Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Dresden wird seit Jahren auf dem Gebiet der Akustoelektronik, speziell der akustischen Oberflächenwellen(SAW)-Bauelemente gearbeitet. Die neue Nachwuchsforschungsgruppe im IFW soll durch Verknüpfung der Akustoelektronik mit der Mikrofluidik eine neue technologische Plattform für miniaturisierte Bauelemente der Sensorik und Aktorik schaffen. Funktionsprinzipien und konstruktive Lösungen aus beiden Gebieten sollen miteinander kombiniert und schöpferisch weiterentwickelt werden. Anhand von praktischen Anwendungsmöglichkeiten soll die Wechselwirkung von hochfrequent schwingenden Festkörperoberflächen mit flüssigen Systemen wie Blut, DNA oder Proteinen in Prinzipversuchen erprobt werden. Dies verspricht innovative Lösungen insbesondere für den Bereich Biomedizin, der in der Region eine herausragende Bedeutung hat. Am Ende des Projekts sollen Konzepte für innovative Bauelemente und Geräte sowie Konzepte zu ihrer Herstellungstechnik und zu ihrem Einsatz stehen. Neben der Konzeption neuer Bauelemente für die Sensorik und Aktorik in flüssigen Systemen gehört die Materialentwicklung für diese Bauelemente zu den Aufgaben des Projekts. So sollen spezielle neue Einkristalle und Schichten entwickelt werden, die für den Einsatz der akustoelektronischen Chips für Sensor- und Aktorzwecke in mikrofluidischen Systemen geeignet sind. Auch die Demonstration der Einsatzmöglichkeiten dieser neuen Bauelementein in Medizin und Biotechnologie, z.B. für Blutuntersuchungen und für DNA- und Proteinanalysen ist Bestandteil des Projekts.
Umfang
Für das Projekt (BMBF-Förderkennzeichen 03IP610) stehen 1,4 Mio. € im Zeitraum von 2007 bis 2012 zur Verfügung. Den größten Anteil der Mittel bilden mit ca. 73% Personalkosten für die 6-köpfige Nachwuchsgruppe unter Leitung von Dr. Hagen Schmidt. 90 T€ sind für Geräteinvestitionen vorgesehen, der Rest entfällt auf Forschungsaufenthalte, Kooperationen und Materialien.
Partner
Die KMU-Konstellation für die Kombination von SAW-Technik und Mikrofluidik in der Region Dresden ist vorteilhaft. Es existiert je ein weltweit operierendes Spitzenunternehmen für beide Richtungen:
- SAW Components Dresden GmbH als Komplett-Produzent von SAW-Filterbauelementen
- GeSiM - Gesellschaft für Silizium-Mikrosysteme mbH, Großerkmannsdorf als Anbieter von Mikrofluidiksystemen
Weitere Partner im Projekt sind:
- Namos GmbH, Dresden
- CREAVAC-Creative Vakuumbeschichtung GmbH, Dresden
- MLE - Medizin- und Labortechnik Engineering GmbH, Dresden
- Medizinisches Versorgungszentrum Uniklinikum GmbH, Dresden
- Moldiag, Weißwasser
InnoProfile
Das InnoProfile-Projekt Akustische Mikrofluidik ist Teil von "Unternehmen Region", der Innovationsoffensive des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) für die Neuen Länder. Das BMBF investiert mit dieser Initiative in regionale Bündnisse hervorragender Unternehmen, Forschungs- und Bildungseinrichtungen sowie der öffentlichen Verwaltung mit dem Ziel, die Stärken der Region systematisch auszubauen und so die Basis zu schaffen für Innovationen und wettbewerbsfähige Regionen.
Weitere Auskünfte
Antragsteller
Prof. Dr. Bernd Büchner
IFW Dresden
Tel.: 0351 / 46 59 808
b.buechner@ifw-dresden.de
Projektleiter
Dr. Hagen Schmidt
IFW Dresden
Tel.: 0351 / 46 59 278
h.schmidt@ifw-dresden.de
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Carola Langer
IFW Dresden
Tel.: 0351 / 46 59 234
c.langer@ifw-dresden.de
Versuchsaufbau für die Messung der Blutgerinnung mit SAW-Bauelementen
Foto: IFW Dresden
None
Piezoelektrischer Einkristall-Wafer mit ca. 1200 SAW-Chips
Foto: IFW Dresden
None
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Materials sciences, Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects
German
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