PaTra

Fluidischer Partikel-Transport an Grenzflächen durch aktorisch bewegte Mikrohaare mit schaltbarer Nanostrukturierung

 

Projektbeschreibung:

Der aktive Transport von Flüssigkeiten oder Suspensionen entlang von Grenzflächen unterliegt starken Wechselwirkungen von chemischen, physikalischen und thermodynamischen Prozessen. Zum einen sind große Energieeinträge notwendig, um vergleichsweise breite Feldwirkungen und somit flächenhafte Wirkungen in diesen dünnen wandnahen Schichten zu erzielen. Andererseits bietet die Natur eine Vielzahl von Beispielen des aktiven Transports an Grenzflächen auf Basis von Oberflächen mit aktiven Mikrostrukturen, deren Wirkung erst über deren passive oder aktive Nanostrukturierung möglich wird und auf diese Weise einen effizienten filmähnlichen Transport ermöglicht. Bisher gibt es für technische Grenzflächen noch keine zufriedenstellenden vergleichbaren Lösungen, die sowohl wirtschaftlich als auch umweltverträglich sind. Das Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung von solchen aktiven Oberflächen, die als „freie“ Grenzflächen zum Funktionsskizzewandnahen Transport von Mikro- und Nanopartikel oder Zellen eingesetzt werden können, ohne dass diese in Kontakt mit dem „Boden“ der Grenzfläche gelangen. Die Aktuator-Strukturen bestehen aus Bündeln von dünnen Einzelhaaren mit Polymerbeschichtungen, die sich bezüglich der Benetzbarkeit schalten lassen und mittels einer pneumatischen Wanderwelle eine kohärente Transportwirkung ähnlich einem aktiven Biofilm erzeugen.

 Projektlaufzeit: 01.10.2010 bis 31.10.2013

 

Beteiligte Arbeitsgruppen:

  • Prof. Dr.-Ing. habil Christoph Brücker(Projektkoordinator), TU Freiberg, Institut für Mechanik und Fluiddynamik, Lampadiusstr. 4, 09599 Freiberg, Tel.: 03731 39-2465, Fax: 03731 39-3455, Cristoph [dot] Brueckeratimfd [dot] tu-freiberg [dot] de
  • Dr. Petra Uhlmann, Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., Nanostrukturierte Materialien (IPF), Hohe Str. 6, 01069 Dresden, Tel.: 0351-4658-236, Fax.: 0351-4658-281, uhlmannpatipfdd [dot] de
  • Dr. Uwe Schnakenberg, RWTH Aachen, Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik 1 (IWE 1), Sommerfeldstr. 24, 52074 Aachen, Tel.: 0241 / 80 27842, Fax.: 0241 / 80 22392, schnakenbergatiwe [dot] rwthaachen [dot] de

 

Kooperationspartner:

  • m2p-labs GmbH
  • Bayer Material Science
  • gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung