Química

Desarrollo de un regulador de presión miniaturizado para gases

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Desarrollo de un regulador de presión miniaturizado para gases

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Gas de petróleo licuado

como Gas de petróleo licuado son gases licuados por enfriamiento y compresión que permanecen fríos y líquidos a presión normal debido a la entalpía de vaporización con aislamiento térmico apropiado (por ejemplo, tanques de oxígeno y nitrógeno) o, para permanecer líquidos, están bajo presión (por ejemplo, & # 160 B Propano / butano en mecheros, en bombonas de gas de camping, en tanques de gas licuado para calefacción).

En el lenguaje común, se entiende que gas licuado significa GLP (Gas de petróleo licuado), d. & # 160h. Propano, butano y sus mezclas, que permanecen líquidos a temperatura ambiente bajo una presión comparativamente baja. Ocurre como un subproducto de la refinación de petróleo y como gas asociado en la producción de petróleo y gas natural y, por lo tanto, es un combustible fósil.

Además de para calentar y cocinar, también se utiliza como combustible para vehículos con motores de gasolina. Por lo tanto, el gas mezclado también se denomina GLP o, a veces, "propulsor". De hecho, también se utiliza como propulsor real para latas de aerosol. Una variante especialmente preparada también sirve como refrigerante sin CFC en refrigeradores y sistemas de aire acondicionado.

El gas licuado no debe confundirse con el gas natural licuado (GNL de Engl. Gas natural licuado) o gas natural comprimido (GNC de Engl. Gas natural comprimido).

A diferencia del gas natural, el gas licuado no se transporta por tuberías, sino con grandes embarcaciones oceánicas, pequeñas embarcaciones interiores, vagones cisterna y camiones cisterna hasta el distribuidor o el consumidor final con su tanque de gas líquido o la estación de llenado de GLP. La baja presión de propano y butano hace posible este transporte flexible de gas licuado.


Desarrollo de un regulador de presión miniaturizado para gases - química y física

El Centro de Microtecnología e Integración de Sistemas (ZeMiS) presenta nuevos desarrollos en el campo de la tecnología de microsistemas, el ministro Frankenberg destaca la buena infraestructura de investigación y las tareas e importancia de las universidades en el proceso de innovación.

El nuevo centro de microtecnología e integración de sistemas (ZeMiS) se inauguró el 7.7.03
presentado en un evento en la Haus der Wirtschaft en Stuttgart. El coordinador del centro, Prof.Dr. Ulrich Mescheder, de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Furtwangen, dio la bienvenida a unos 100 participantes en Stuttgart. El propósito y la tarea de ZeMiS es asesorar y apoyar a las pequeñas y medianas empresas en el desarrollo de sistemas miniaturizados, el uso de micro-tecnologías y la implementación de I + D en productos innovadores.

El potencial de mercado de los productos microtécnicos crecerá rápidamente en los próximos años. Esto se aplica en particular a los campos de la medicina, los automóviles, la comunicación, la química y la tecnología de laboratorio, el medio ambiente y la ingeniería mecánica y de plantas, es decir, en casi todas las industrias importantes para Baden-Württemberg.

Al implementar estas posibilidades, la mediana industria del país en particular se enfrenta a grandes tareas. La gestión de la innovación y los productos innovadores son las ventajas competitivas de una empresa en el mercado. Sin embargo, el obstáculo para ingresar a la microtecnología es alto para las pymes debido a varios factores.

En el discurso de apertura, el Ministro de Ciencia, Investigación y Arte del Estado de Baden-Württemberg, Prof.Dr. Peter Frankenberg, la importancia de un panorama universitario moderno y vital, especialmente incluidas las universidades de ciencias aplicadas, también en cuestiones de investigación. El ministro también señaló las fortalezas del estado de Baden-Württemberg en investigación: el 3,9% del producto nacional bruto se invierte en investigación en Baden-Württemberg. Después de todo, dos tercios provienen de la industria. Si compara estas cifras con las de los estados de EE. UU., Baden-Württemberg estaría entre los diez primeros estados de EE. UU. Que gastan más en investigación. El Prof. Frankenberg enfatizó particularmente la importancia de las universidades de ciencias aplicadas en las colaboraciones regionales de investigación con la industria mediana. En el futuro, también ve la necesidad de un mayor apoyo de los comercios, ya que los requisitos tecnológicos aumentan constantemente aquí. Los Centros Steinbeis, que surgieron de las universidades de ciencias aplicadas, y en este caso principalmente de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Furtwangen, son otro vínculo importante en el panorama de la investigación del estado.

Prof. Dr. A continuación, Mescheder presentó en detalle las tareas y la estructura de ZeMis, además de las posibilidades de que las empresas industriales utilicen las competencias disponibles en ZeMiS para sus propios desarrollos.

El Centro de Microtecnología e Integración de Sistemas (ZeMiS), financiado por el Ministerio de Ciencia, Investigación y Arte como parte del programa de Centros de Investigación Aplicada, apoya a las pequeñas y medianas empresas en el desarrollo de nuevos productos potenciales mediante el uso de la microtecnología. e integración de sistemas. ZeMiS reúne una amplia variedad de competencias en las áreas mencionadas anteriormente con el fin de ofrecer conocimientos técnicos completos de una sola fuente y realizar ideas de productos. Las Universidades de Ciencias Aplicadas de Esslingen / Göppingen, Furtwangen, Heilbronn y Offenburg, la Universidad de Friburgo y el HSG-IMIT trabajan en ZeMiS. La coordinación general recae en la Universidad de Ciencias Aplicadas de Furtwangen, que tiene muchos años de experiencia en el campo de la tecnología de microsistemas.

En una contribución adicional, el Dipl. Ing. Carsten Bahle, empleado de WTC-Wicht Technology Consulting Munich, ofreció una descripción general de los "Mercados de microtecnología actuales y futuros" y analizó las oportunidades de mercado para las pequeñas y medianas empresas.
Para un mercado en crecimiento que ha sido dominado cada vez más por los grandes actores en su segmento de volumen (producción en masa) en los últimos años, mostró qué estrategias pueden utilizar las pequeñas y medianas empresas para sobrevivir con éxito. Por un lado, está la transferencia de productos de mercados de volumen a nuevos campos de aplicación (nichos) mediante la expansión y / o modificación de una función conocida. Como ejemplo, Bahle citó la tecnología de los cabezales de impresión de inyección de tinta, que después de la modificación con su funcionalidad de microdosificación también podría usarse en bioanálisis, química o la industria alimentaria.
Una segunda opción muy interesante es ofrecer soluciones de sistema, por ejemplo, módulos de medición completos para problemas específicos y no solo productos OEM puros (sensores "desnudos"), que rara vez tienen demanda fuera de los mercados masivos.

La empresa Sick de Waldkirch ya participó en la formación de ZeMiS con ideas y sugerencias. En su conferencia sobre "Gestión exitosa de la innovación desde el punto de vista de una gran empresa de tamaño mediano", el Dipl. Ing. Wolfgang Bay, Jefe de Investigación y Desarrollo Central en Sick AG, Waldkirch, enfatizó que para una empresa exitosa e innovadora, expandir y mantener el liderazgo tecnológico es fundamental. Para garantizar esto, la cooperación entre la industria y las universidades e institutos de investigación es importante y necesaria. Sin embargo, es deseable que la investigación se alinee más estrechamente con el punto de vista y las necesidades de la industria. El enfoque de ZeMiS es coherente y bienvenido para el Sr. Bay.

Los primeros resultados concretos del trabajo de investigación en ZeMiS fueron presentados por el Prof.Dr. Peter Woias de la Universidad de Friburgo y el Prof.Dr. Tilo Strobelt de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Esslingen / Göppingen.
La primera tarea de ZeMiS, un multiplexor óptico, aborda el problema de que, como es bien sabido, la luz no "da la vuelta a la esquina" por sí sola. Por lo tanto, se requieren elementos ópticos como lentes y espejos para guiar la trayectoria de la luz de un lugar a otro de manera específica y con la menor pérdida posible. Es aún más elegante con fibras de vidrio, en las que la luz es guiada casi sin pérdidas incluso a grandes distancias. La guía de luz sin pérdidas se basa en el principio de la llamada reflexión total. Una vez que la luz está en la fibra, realmente puede correr "alrededor de la esquina". Este principio se utiliza hoy en día en la tecnología de las comunicaciones para la transmisión de información y también en muchas aplicaciones metrológicas. Llevar la luz de una fibra de entrada a dos fibras de salida: el especialista habla de & quot Una fibra ligera se dobla sin contacto mediante un campo eléctrico y, por lo tanto, el extremo de la fibra se lleva a la posición deseada. El principio del conmutador de fibra se inventó en la Universidad de Friburgo en el Instituto de Tecnología de Microsistemas (IMTEK) y se ha solicitado una patente. En el centro ZeMiS, este proceso se desarrolla aún más en un prototipo funcional. Los diversos socios de ZeMiS aportan sus habilidades para resolver cuestiones detalladas como el desarrollo de la electrónica de control necesaria, el acoplamiento específico de la luz, la conmutación de luz sin pérdidas de una fibra a otra fibra y, por supuesto, la producción rentable de este nuevo tipo de interruptor.
Otro desafío técnico que aún no se ha resuelto es el control preciso de pequeños caudales de gases y líquidos a presión constante en un controlador miniaturizado. Para hacer esto, se deben combinar varios componentes individuales diminutos para formar un sistema general. En el evento informativo se presentará el desarrollo de un regulador de presión y flujo miniaturizado dentro de ZeMiS. Dichos reguladores se utilizan para regular flujos de masa y presiones. Dependiendo de la aplicación, los gases, los líquidos y también las mezclas multifásicas se dosifican continuamente y se controlan su flujo y presión. Dichos controladores se utilizan principalmente para el control óptimo de procesos de medición críticos como los requeridos en motores de combustión, tecnología de procesos químicos o tecnología ambiental. Cada vez más, existen campos de aplicación en el área de medición de precisión en áreas de flujo donde los sistemas disponibles actualmente alcanzan sus límites. Debido a las ventajas que resultan del uso de la tecnología de microsistemas (bajas capacidades térmicas y eléctricas, bajo consumo de energía, tamaño y masa pequeños), se pueden lograr soluciones de sistemas de alta resolución que trabajan con dinámicas extremadamente altas. Un sucesor altamente miniaturizado del prototipo relativamente grande actualmente en desarrollo debería estar listo el próximo año.

Durante la pausa del almuerzo y después de la finalización oficial del evento, los participantes pudieron obtener una impresión concreta del trabajo y las competencias en ZeMiS en los stands de los socios. Aquí también se muestran los primeros resultados de desarrollo de los proyectos piloto.
ZeMiS está disponible para todas las empresas de Baden-Württemberg como contacto para preguntas relacionadas con la microtecnología y la integración de sistemas. Puede encontrar más información en Internet:
ZeMiS.de.

Información adicional:

Características de este comunicado de prensa:
Ingeniería eléctrica, energía, tecnología de la información, matemáticas, física / astronomía, economía
suprarregional
Proyectos de investigación, política científica
alemán


Los plasmas atmosféricos fríos inactivan bacterias, virus, hongos, esporas y moléculas de olor. Terraplasma aprovecha esta propiedad y ofrece soluciones para el desarrollo de dispositivos de plasma frío para áreas en las que los gérmenes u olores desagradables causan problemas.

La empresa de tecnología terraplasma GmbH fue fundada en 2011 como una escisión de la reconocida Sociedad Max Planck. Con científicos de Alemania, Gran Bretaña, China y Japón, la empresa ofrece conocimientos técnicos interdisciplinarios en los campos de la física, la biología, la química y la medicina. Los directores generales, PD Dr. Julia Zimmermann (biofísica con habilitación en medicina) y el Prof.Dr. Dr. h.c. Gregor Morfill (físico de plasma), dirige la empresa. En general, los empleados de terraplasma GmbH pueden referirse a más de 94 años de experiencia en el campo de los plasmas. ¡Esta experiencia es la base para desarrollos exitosos!

Terraplasma GmbH

terraplasma es una empresa de tecnología con probada experiencia en el campo de los plasmas atmosféricos fríos. Como spin-off de la Sociedad Max Planck, terraplasma tiene acceso exclusivo a una serie de patentes de tecnología básica y al know-how adquirido durante muchos años de investigación. Esto permite el desarrollo de productos de plasma frío con una amplia variedad de tecnologías para diferentes áreas de negocio.

Puede encontrar más información sobre nuestras áreas de aplicación actuales y sobre la propia empresa en nuestra web: www.terraplasma.com

terraplasma GmbH
Lichtenbergstrasse 885748 Garching b. Munich

Persona de contacto:
Sra. PD Dr. Julia Zimmermann

Que es el plasma frio

El "plasma" es un gas ionizado, el llamado cuarto estado físico de la materia (después de sólido, líquido y gaseoso), y generalmente se genera calentando la materia, generalmente a 100.000 grados o más. Los plasmas atmosféricos fríos, por otro lado, están solo parcialmente ionizados, es decir, solo una partícula de 1 ∙ 109 está ionizada. La ventaja de estos plasmas atmosféricos fríos es su "frialdad" (temperatura ambiente) y que pueden producirse en la tierra bajo presión atmosférica. Tecnológicamente, la forma más sencilla y económica es la »generación de microplasmas«, que está desarrollada y patentada en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre y que ahora está siendo utilizada por terraplasma GmbH. Con la »generación de microplasmas«, el aire circundante se ioniza localmente mediante microdescargas controladas. Esto crea un "cóctel de plasma" de electrones, iones, átomos y moléculas excitados, especies reactivas (como O3, NO, NO2, etc.) y radiación UV. Este "cóctel de plasma" inactiva de manera muy eficiente las bacterias, independientemente de la especie y su resistencia a los antibióticos, virus, hongos, esporas y destruye las moléculas de olor. Como resultado, es posible utilizar plasma frío en áreas donde los gérmenes u olores indeseables causan problemas.

Aplicación de plasma frío

Terraplasma GmbH ofrece actualmente soluciones para el desarrollo de productos de plasma frío para las áreas de negocio de tecnología médica, tratamiento de agua y gestión de olores.
En el campo de la tecnología médica, la empresa está trabajando en una solución para el tratamiento de heridas. En el primer y mayor estudio clínico del mundo con plasma frío, terraplasma, en colaboración con el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, el Hospital Municipal de Munich, el Hospital Universitario de Regensburg y Adtec Ltd. muestran que el plasma frío reduce significativamente las bacterias en las heridas y acelera la cicatrización de las heridas. El dispositivo de plasma (»MicroPlaSter« ahora »SteriPlas«), con el que se llevaron a cabo estos estudios clínicos, será suministrado por el socio de cooperación y licenciatario de terraplasmas Adtec Ltd. este año. introducido en el mercado. A continuación, terraplasma tiene como objetivo desarrollar un dispositivo de plasma miniaturizado. Las ventajas de un dispositivo tan pequeño son la manejabilidad, que está garantizada a pesar de la gran área de tratamiento, la posibilidad de funcionamiento con batería, el tratamiento sin molestar mangueras, cables o sondas de paciente y, sobre todo, el bajo precio. El objetivo es abordar un mercado más amplio con el dispositivo miniaturizado.
Además, terraplasma está trabajando en el desarrollo de dispositivos de plasma frío para la desinfección o esterilización de equipos médicos, como endoscopios o instrumentos dentales.

En el segmento de tratamiento de agua, terraplasma es la única empresa de plasma frío del mundo que apuesta por la sostenibilidad. Mediante la tecnología de terraplasma se pueden desarrollar electrodos insensibles al agua que, según su diseño y los parámetros de plasma utilizados, se pueden utilizar para el tratamiento de agua potable, para el tratamiento de aguas residuales o para la activación del agua de limpieza.
En el área de la gestión de olores, una tecnología de plasma frío recientemente desarrollada permite la construcción de un electrodo permeable al aire. A diferencia de los sistemas disponibles actualmente, el efecto destructor de olores se basa en la disociación de electrones. Esto hace posible eliminar los olores indeseables en cocinas (grandes) y establos de animales. También es concebible una miniaturización de esta tecnología y abrir así el mercado de consumo en el ámbito del uso doméstico. Terraplasma está impulsando su responsabilidad hacia la sociedad y el individuo para realizar soluciones y productos seguros y al mismo tiempo nuevos y revolucionarios en el campo de los plasmas atmosféricos fríos. El desarrollo de nuevas áreas de aplicación seguirá siendo el objetivo y el desafío del terraplasma en el futuro.


Gente

Microfluídica para aplicaciones como laboratorio en chip, para la separación de partículas biológicas, preparación de muestras en sistemas microfluídicos, tecnologías de unión para microfluídica, integración de electrodos en microfluídica.

Carrera con las estaciones más importantes

Desde 2007 asistente de investigación en el grupo de tecnología de sensores y BioMEMS

2007 Doctorado en tecnología de microsistemas sobre inmovilización de proteínas en microarrays de hidrogel sobre sustratos poliméricos

2003-2007 Investigador asociado en la Cátedra de Química y Física de Interfaces, Instituto de Tecnología de Microsistemas de la Universidad de Friburgo

1998 - 2003 estudio de tecnología de microsistemas en la Universidad de Friburgo.

Areas de trabajo

Implementación de inmunoensayos paralelos miniaturizados y aplicaciones con matrices de proteínas de fase inversa (RPA). Caracterización y validación de anticuerpos. Tramitación de estudios para proyectos de desarrollo y servicio con clientes y socios de la industria farmacéutica y la investigación clínica.

Carrera con las estaciones más importantes

Desde 2009 empleado en NMI, Reutlingen

2004 - 2009 Boehringer Ingelheim GmbH & amp Co. KG, Biberach a.d.R.

2000-2004 estudios de química, Universidad de Reutlingen

Nanotecnología, nanolitografía con haces de electrones e iones, deposición de material inducida por haz de electrones y haz de iones (nanolitografía aditiva), microscopía electrónica, desarrollo de métodos de preparación, tecnología de película delgada, tecnología de microsistemas

Carrera con las estaciones más importantes

Áreas de trabajo:

se encuentran en el área de análisis de superficies (HRXPS, también en combinación con haces de iones de clúster de gas (GCIB) y microscopía FTIR) y, en particular, en la validación de limpieza, el examen de capas de pasivación y el análisis de procesos

Carrera con las estaciones más importantes

Desde 2019 científico en el grupo de trabajo de análisis de interfaz en el proceso de producción.

2017-2018 científico en el grupo de trabajo análisis de interfaz y microestructura

2010-2017 Doctorado en química física sobre células solares orgánicas

2004-2010 estudió química en la Universidad de Tübingen

Publicaciones que no fueron creadas en el NMI:

Aygül, U. Batchelor, D. Dettinger, U. Yilmaz, S. Allard, S. Scherf, U. Peisert, H. Chassé, T., Orientación molecular en películas poliméricas para células solares orgánicas estudiadas por NEXAFS, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 4870-4874.

Zorn, S. Dettinger, U. Skoda, MWA Jacobs, RMJ Peisert, H. Gerlach, A. Chassé, T. Schreiber, F., Estabilidad de los SAM de hexa (etilenglicol) ante la exposición a la luz natural y la reimmersión repetida , Apl. Navegar. Sci. 2012, 258, 7882-7888.

Aygül, U. Peisert, H. Batchelor, D. Dettinger, U. Ivanovic, M. Tournebize, A. Mangold, S. Forster, M. Dumsch, I. Kowalski, S. Allard, S. Scherf, U. Chasse, T., Orientación molecular en películas de mezcla de polímero / fullereno e influencia del recocido, Sol. Energy Mater. Sol. Células 2014, 128, 119-125.

Dettinger, U. Egelhaaf, H.-J. Brabec, C. J. Latteyer, F. Peisert, H. Chassé, T., FTIR Study of the Impact of PC [60] BM on the Photodegradation of the Low Band Gap Polymer PCPDTBT under O2 Environment, Chem. Mater. 2015, 27, 2299-2308.

Areas de trabajo
- cultivos de células primarias (tipos de células musculoesqueléticas)
- Experimentos de adhesión / vitalidad
- Caracterización basada en ensayos del rendimiento de cultivos de biomateriales celulares.
- Identificación de marcadores pronósticos para autotrasplantes de condrocitos

Carrera con las estaciones más importantes
Desde 2008 Investigador Asociado, Departamento de Medicina Regenerativa II, NMI

2006 - 2007 estudio de Ingeniería Biomédica (Maestría en Ciencias) en la Universidad Albstadt-Sigmaringen

2002 - 2006 estudio de biotecnología (Licenciatura en Ingeniería) en la Universidad de Furtwangen

Areas de trabajo

Modificación de superficies y electroquímica para aplicaciones en tecnología de sensores

Intereses de investigación

Modificaciones de superficie, sensores electroquímicos, sistemas de detección

Carrera con las estaciones más importantes

2006 - 2009 formación avanzada en matemáticas y física y estudio de nanobiotecnología, TU Kaiserslautern (DISC)

1999 - 2006 Dipl. Biólogo, Universidad de Bayreuth, tesis de diploma con el Prof. Dr. Erwin Beck, fisiología vegetal

sobre los efectos de las auxinas artificiales sobre la división celular y el alargamiento del crecimiento de cultivos de células de tabaco

1999 Control de procesos, Hoechst Trevira GmbH & amp Co KG en Bobingen

1996-1999 aprendizaje como técnico de laboratorio químico, Hoechst Trevira GmbH & amp Co KG, Bobingen

1995 - 1996 estudio de matemáticas, Universidad de Augsburg

Areas de trabajo

- Optimización durante el desarrollo de sistemas microfluídicos con la ayuda de simulaciones numéricas

- Desarrollo de software basado en LabVIEW, por ejemplo, para el control de componentes microfluídicos

Intereses de investigación

- Simulaciones numéricas de fenómenos físicos en sistemas microfluídicos, programación en LabVIEW

Carrera con las estaciones más importantes

Desde 2008 asistente de investigación en el grupo de tecnología de sensores y BioMEMS

Tesis de diploma 2007/2008 en el NMI en el grupo BioMEMS y tecnología de sensores, implementación y simulación de modelos físicos en FlexPDE® para la descripción del transporte de partículas en líquidos según aplicación local

1999-2008 estudio de bioinformática en la Universidad Eberhard Karls de Tübingen

- Caracterización de superficies de biomateriales (fisicoquímico, biológico)

- Recubrimiento / modificación de superficies para regular la adhesión de proteínas, bacterias, células

- Análisis y funcionalización de materiales biodegradables

- Inmovilización y liberación controlada de principios activos.

- Procesamiento de biomateriales: bioimpresión, electrohilado

- Servicios e I + D + i para empresas de tecnología médica

desde 2017 Jefe de Biomedicina y Ciencia de Materiales, NMI, Reutlingen

desde 2016 líder del grupo de biomateriales regenerativos, NMI, Reutlingen

2015-2016 Líder adjunto del grupo de biomateriales, NMI, Reutlingen

2013 - 2015 Líder de proyecto, Grupo de trabajo de biomateriales, NMI, Reutlingen

2008-2013 Científico, Grupo de Trabajo Medicina Regenerativa I, NMI, Reutlingen

2007-2008 Postdoctorado, Instituto de Microbiología e Higiene Médica, Universidad de Tübingen

2003 - 2006 PhD, Instituto de Microbiología e Higiene Médica, Universidad de Tübingen, sobre la respuesta de la célula huésped después de una infección bacteriana: inhibición de la apoptosis, activación de HIF-1

2002 - 2003 Tesis de diploma, Cátedra de Biotecnología, Universidad de Würzburg, sobre la biocompatibilidad y funcionalidad de biomateriales para el trasplante inmunoaislado de células de mamíferos

1998 - 2002 estudios en biología, Universidad de Würzburg

Areas de trabajo

Estimulación eléctrica y derivación de células nerviosas en cortes de tejido y cultivo celular. Análisis de los patrones de actividad de las redes neuronales in vitro. Caracterización de matrices de microelectrodos. Desarrollo, soporte y aplicación de tecnología MEA

Carrera con las estaciones más importantes

Desde 1999 académico Empezado en el NMI Reutlingen

1988 - 1998 estudio de física en la Universidad de Tübingen, tesis de diploma en NMI Reutlingen

Carrera con las estaciones más importantes

Desde 2013 Subdirector del Instituto, NMI

2008 - 2014 Director de Alianzas Estratégicas, EDI GmbH, Reutlingen (tiempo parcial)

2000 - 2017 Jefe del Departamento de Bioquímica, NMI

1998 - 2000 investigador asociado, NMI

1994-1998 científico del Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo, Departamento de Biología Celular, Tübingen

1994 Tesis doctoral (Dr. rer. Nat) en el Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo, Departamento de Biología Celular, Tübingen, (bajo la dirección del Prof. P. Hausen: "Integrina-alfa5 durante la embriogénesis temprana de Xenopus laevis")

04-08 1988 Pasantía de biología molecular en la “Universidad Brandeis”, Departamento de Bioquímica (Prof. Andrew Szent-Györgyi), Waltham, Massachusetts, EE. UU.

1984 - 1990 estudio de bioquímica, Universidad de Tübingen

- Dr. Joos forma parte del consejo editorial de Drug Discovery Today, Proteomics y Expert Review of Proteomics.
Es miembro del Consejo Asesor Científico del Plasma Proteom Institute en Washington, DC, EE. UU. Y miembro del Consejo Asesor Científico de Myriad RBM Inc., Austin, Texas, EE. UU.

- Dr. Joos es autor de & gt100 artículos científicos. Es reconocido mundialmente como experto y líder de opinión en el campo de la tecnología de biomarcadores y sus aplicaciones clínicas e investigación básica.

- Dr. Joos es cofundador de SIGNATOPE GmbH, Reutlingen. SIGNATOPE desarrolla pruebas de proteínas innovadoras con las que se pueden detectar biomarcadores de daño orgánico e interacciones medicamentosas en todas las especies farmacéuticamente relevantes.

Areas de trabajo

Capas delgadas de polímero / polielectrolito, nanotecnología, biomateriales, superficies sólidas / líquidas, espumas

Carrera con las estaciones más importantes

2011-2018 Jefe de la División de Química Bioorgánica y Bioanalítica

2008-2018 líder del grupo de trabajo biomateriales en el NMI

2005-2008 Empleado científico en el Instituto Max Planck de Investigación de Coloides e Interfaces (MPI KG), líder del grupo - Soft Thin Films

2002 - 2005 responsable del instrumento (reflectometría de neutrones) Instituto Hahn-Meitner, Berlín

1996 - 2002 Postdoctorado / Investigador asociado en MPI KG, Departamento de Límites, Golm / Potsdam

1996 Doctorado por la Universidad de Sofía

1993-1998 estancia de investigación en la Universidad de Bristol, GB

1986-1995 Catedrático Junior de Química Física y Química de Superficies (Universidad de Sofía, Bulgaria)

1985 Diplomado, Química - Química Física e Inorgánica

Función y dinámica de los canales iónicos a nivel celular y en sistemas cercanos a los órganos (preparaciones de tejidos agudos y organotípicos, redes celulares). Se pone especial énfasis en la aclaración de cuestiones neurobiológicas y cardio-relevantes.

Carrera con las estaciones más importantes

Areas de trabajo

- Métodos microscópicos de luz (confocal, microscopía de campo amplio, análisis de alto contenido)

- Sistemas de modelos neuronales in vitro e in vivo

- Ensayo de sustancias activas en sistemas de cultivo neuronal

- Procedimientos de eliminación genética molecular (shRNA, miRNA, siRNA) in vitro e in vivo

- Sistemas de transducción lentivirales individualizados

- Reconstrucción 3D de inmunocito, histoquímica de material de muestra biológica

Carrera con las estaciones más importantes

Desde 2008 gerente de proyectos con responsabilidad de utilización de la capacidad, Departamento de Neurobiología Molecular, NMI

2005-2008 Investigador asociado en el Departamento de Biología Molecular, NMI

2005 Investigador asociado (Postdoctorado) en el Instituto de Bioquímica del Desarrollo, Universidad Georg-August de Göttingen

2005 Doctorado en biología del desarrollo en la Georg-August-Universität Göttingen sobre factores morfogenéticos del desarrollo de la cabeza en vertebrados

1996-2001 estudios de biología en la Georg-August-Universität Göttingen

1995-1996 estudió ciencias sociales con especialización en economía y psicología en la Universidad Justus Liebig de Giessen.

Carrera con las estaciones más importantes

desde 2012 NMI, gerente de proyectos de nanoanálisis, jefe del laboratorio de nanoanálisis de NMI, físico
2007-2012 Oficial Experimental Senior, Marie-Curie Senior Research Fellow (EU / FP7), CRANN / Trinity College, Dublín, Irlanda
2005-2007 ingeniero, física, Qimonda, Dresden, Alemania
2004-2005 Investigador principal, físico, Infineon, Cooperate Research (CPR) Múnich, Alemania
1999-2004 ingeniero, físico, Infineon, Mask House, Munich, Alemania
1997-1999 Maestría en física, NMI Reutlingen, Alemania
1997-1998 Kleindiek Nanotechnik, Reutlingen, Alemania

2007-2012 Trinity College Dublin, Dublín, Dublín, Irlanda
- Estudios de interfaz de contacto de electrodos de metal y carbono con nanocables de germanio, nanotubos de carbono y capas delgadas de carbono en dispositivos asociados ”.
- Tesis doctoral en la Escuela de Física del Trinity College de Dublín (Irlanda)
1997-1998 Universität Tübingen, Tübingen, Deutschland
- "Zielpräparationsstrategien mit Hilfe der Focused Ion Beam Technique (FIB) zur Untersuchung interner Schnittstellen in der Transmissionselektronenmikroskopie".
Masterarbeit am Bosch-Forschungszentrum und am Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Institut (NMI).
1998-1997 Universität Tübingen, Tübingen, Deutschland

Publikationen außerhalb des NMIs

Contact resistivity and suppression of Fermi level pinning in side-contacted germanium nanowires MM Koleśnik-Gray, T Lutz, G Collins, S Biswas, JD Holmes, V Krstić Applied Physics Letters 103 (15), 153101 9 2013

Fabrication of a sub-10 nm silicon nanowire based ethanol sensor using block copolymer lithography S Rasappa, D Borah, CC Faulkner, T Lutz, MT Shaw, JD Holmes, . Nanotechnology 24 (6), 065503 22 2013

Contact Interface Studies of Metal and Carbon Electrodes to Germanium Nanowires, Carbon Nanotubes and Thin Carbon Films in Associated Devices T Lutz Trinity College Dublin 2013

Free-Standing, Single-Crystal Cu3Si Nanowires SJ Jung, T Lutz, AP Bell, EK McCarthy, JJ Boland Crystal Growth & Design 12 (6), 3076-3081 22 2012

Large-scale parallel arrays of silicon nanowires via block copolymer directed self-assembly RA Farrell, NT Kinahan, S Hansel, KO Stuen, N Petkov, MT Shaw, . Nanoscale 4 (10), 3228-3236 51 2012

Resolving In Situ Specific‐Contact, Current‐Crowding, and Channel Resistivity in Nanowire Devices: A Case Study with Silver Nanowires MM Koleśnik, S Hansel, T Lutz, N Kinahan, M Boese, V Krstić Small 7 (20), 2873-2877 11 2011

Anisotropic etching induced by surface energy driven agglomeration S Jung Jung, T Lutz, JJ Boland Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films 29 (5 … 7 2011

Surface energy driven agglomeration and growth of single crystal metal wires SJ Jung, T Lutz, M Boese, JD Holmes, JJ Boland letters 11 (3), 1294-1299 13 2011

Nanoscale mapping of electrical resistivity and connectivity in graphene strips and networks PN Nirmalraj, T Lutz, S Kumar, GS Duesberg, JJ Boland Nano letters 11 (1), 16-22 91 2010

Transparent ultrathin conducting carbon films M Schreiber, T Lutz, GP Keeley, S Kumar, M Boese, S Krishnamurthy, . Applied Surface Science 256 (21), 6186-6190 30 2010

An investigation of the electrical properties of pyrolytic carbon in reduced dimensions: Vias and wires AP Graham, G Schindler, GS Duesberg, T Lutz, W Weber Journal of Applied Physics 107 (11), 114316 22 2010

Transparent ultrathin conducting carbon films M BOESE, GS DUESBERG, T LUTZ, S KUMAR Applied Surface Science 2010

Gas phase controlled deposition of high quality large-area graphene films S Kumar, N McEvoy, T Lutz, GP Keeley, V Nicolosi, CP Murray, WJ Blau, . Chemical communications 46 (9), 1422-1424 44 2010

CVD Growth of Nanocarbons for Device Applications N Mc Evoy, S Kumar, T Lutz, G Keeley, W Blau, G Duesberg Meeting Abstracts, 2213-2213 2009

Low temperature graphene growth S Kumar, N McEvoy, T Lutz, G Keeley, N Whiteside, W Blau, GS Duesberg ECS Transactions 19 (5), 175-181 7 2009

One-and Two-Dimensional Carbon Nanostructures for applications in Microelectronic Devices and Electrochemical Sensors G Keeley, T Lutz, N McEvoy, S Kumar, M Schreiber, N Whiteside, . Meeting Abstracts, 1313-1313 2009

Fabrication of all-Carbon Nanodevices T Lutz, S Krishnamurthy, M Schreiber, G Keeley, GS Duesberg Meeting Abstracts, 2135-2135 2008

Process for producing a mask T Lutz, J Schneider US Patent 7,410,732 2008

Integration of EBDW of one entire metal layer as substitution for optical lithography in 220 nm node microcontrollers J Kretz, H Roeper, C Arndt, T Bischoff, KH Choi, G Goldbeck, M Gunia, . Microelectronic Engineering 85 (5-6), 792-795 9 2008

Determination of best focus and optimum dose for variable shaped e-beam systems by applying the isofocal dose method K Keil, KH Choi, C Hohle, J Kretz, T Lutz, L Bettin, M Boettcher, . Microelectronic Engineering 85 (5-6), 778-781 6 2008

Evaluation of hybrid lithography and mix and match scenarios for electron beam direct write applications C Hohle, C Arndt, KH Choi, J Kretz, T Lutz, F Thrum, K Keil Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer … 8 2007

Apparatus and method for determining physical properties of a mask blank T Lutz, M Menath US Patent 7,289,231 2007

CD control of direct versus complementary exposure for shaped beam writers and its correlation to the local registration error F Thrum, KH Choi, T Lutz, C Hohle, C Arndt, M Tesauro, MT Bootsmann, . Microelectronic engineering 84 (5-8), 1033-1036 3 2007

Fabrication of a nano-scale NAND memory array based on a SONOS Fin-FET cell using e-beam lithography and hydrogen-silsesquioxane resist T Lutz, M Specht, L Risch, C Friederich, L Dreeskornfeld, J Kretz, . Microelectronic engineering 84 (5-8), 1578-1580 7 2007

Defect inspection of positive and negative sub-60nm resist pattern printed with variable shaped E-Beam direct write lithography C Arndt, C Hohle, J Kretz, T Lutz, M Richter, K Keil, M Lapidot, D Zemach, . Emerging Lithographic Technologies XI 6517, 651711 2007

Data preparation for EBDW F Thrum, J Kretz, T Lutz, K Keil, C Arndt, KH Choi, U Baetz, N Belic, . Mask and Lithography Conference (EMLC), 2007 23rd European, 1-8 3 2007

Multi-level p+ tri-gate SONOS NAND string arrays C Friederich, M Specht, T Lutz, F Hofmann, L Dreeskornfeld, W Weber, . Electron Devices Meeting, 2006. IEDM'06. International, 1-4 17 2006

Method for detecting and compensating for positional displacements in photolithographic mask units and apparatus for carrying out the method J Schneider, T Lutz US Patent 7,087,910 5 2006

Comparison of trimming techniques for sub-lithographic silicon structures L Dreeskornfeld, AP Graham, J Hartwich, J Kretz, E Landgraf, T Lutz, . Japanese journal of applied physics 45 (6S), 5552 5 2006

Influence of crystal orientation and body doping on trigate transistor performance E Landgraf, W Rösner, M Städele, L Dreeskornfeld, J Hartwich, . Solid-state electronics 50 (1), 38-43 46 2006

Comparison of trimming techniques for sub-lithographic silicon structures L Dreeskornfeld, AP Graham, J Hartwich, E Landgraf, T Lutz, W Rosner, . Microprocesses and Nanotechnology Conference, 2005 International, 152-153 2005

Method for compensating for scatter/reflection effects in particle beam lithography C Ebi, F Erber, T Franke, F Gans, T Lutz, G Ruhl, B Schönherr US Patent 6,953,644 1 2005

Planar double gate transistors with asymmetric independent gates G Ilicali, W Weber, W Rosner, L Dreeskornfeld, J Hartwich, J Kretz, T Lutz, . SOI Conference, 2005. Proceedings. 2005 IEEE International, 126-127 10 2005

Comparative study of calixarene and HSQ resist systems for the fabrication of sub-20 nm MOSFET device demonstrators J Kretz, L Dreeskornfeld, G Ilicali, T Lutz, W Weber Microelectronic engineering 78, 479-483 19 2005

Investigation of Low Damage Mask Repair by Combination of Electron Beam and Scanning Force Technology C Burkhardt, S Bauerdick, V Bucher, W Barth, A Ehrmann, T Lutz, J Rau, . Micro and Nano Engineering 1 2002

FOx-12 flowable oxide L Dreeskornfeld, AP Graham, J Hartwich, J Kretz, E Landgraf, T Lutz, .

Proc. Micro-and Nano Engineering 2005 Proc. Micro-and Nano Engineering 2005, 2005 L Dreeskornfeld, AP Graham, J Hartwich, J Kretz, E Landgraf, T Lutz, .

IEDM Tech. Dig., 2004 IEDM Tech. Dig., 2004, 2004 L Dreeskornfeld, AP Graham, J Hartwich, J Kretz, E Landgraf, T Lutz, .


60 Jahre Laser: Ein ganz besonderes Licht

Laden.

CD-, DVD- und Blu-ray-Geräte nutzen sie ebenso wie der Warenscanner an der Supermarktkasse. Mit ihnen kann man Stahl schneiden, chirurgische Eingriffe vornehmen und sogar Computerchips herstellen. Und dann ist da noch ihre nicht ganz unwichtige Rolle in Sachen Kommunikation: Ein großer Teil der Signalübertragung im Internet läuft über Infrarotpulse, die entweder durch LED-Leuchten ins Glasfaserkabel eingespeist werden – oder eben mit Lasern.

Begonnen hat der Siegeszug des gebündelten Lichts vor 60 Jahren, am 16. Mai 1960 im kalifornischen Malibu. Theodore Maiman schaltete damals zusammen mit seinem Assistenten Irnee D’Haenens eine faustgroße Kiste ein. Sie warf daraufhin einen hellen rosaroten Punkt auf einen Photodetektor: das erste von Menschen erzeugte Laserlicht.

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum Kompakt, Science not fiction – Die Welt der Technik

Stimuliertes Licht im Gleichtakt

In der Apparatur geschah etwas, das Albert Einstein schon 1916 vorhergesehen hatte: Man kann Atome durch Bestrahlung mit Licht dazu zwingen, noch mehr Licht abzugeben. Für diese »stimulierte Emission« müssen die Atome bereits »angeregt« sein es muss also Elektronen in einem erhöhten Energieniveau geben (etwa dadurch, dass sie im Vorfeld Strahlung absorbiert haben). Passiert solch ein Atom anschließend ein Lichtteilchen mit genau der richtigen Energie, gibt das Atom ein weiteres Lichtteilchen ab – es kommt zu einer Verdopplung der Strahlungsstärke. Sämtliches Licht, das auf diese Weise entsteht, hat dieselbe Wellenlänge. Außerdem schwingt es gewissermaßen im Gleichtakt, Physiker sprechen von derselben »Phase«.

Damit unterscheidet sich Laserlicht deutlich von gewöhnlicher Strahlung, wie sie etwa aus Glühbirnen entweicht: Deren Licht gleicht eher einem bunten Strauß aus ganz verschiedenen Wellenlängen und Phasen. Laser sind dagegen so etwas wie Ordnungsliebhaber. Was einen großen Vorteil mit sich bringt: Ihr Licht lässt sich viel besser fokussieren und verstärken.

Jahrzehntelang hielten Einsteins Kollegen die Idee von der stimulierten Emission zwar für interessant. Aber sie wussten nicht so recht, zu welchem Zweck man sie eigentlich umsetzen sollte – und mit welchen Mitteln. Erst Anfang der 1950er Jahre gelang es US-Forschern, einen Verstärker für Mikrowellen zu entwickeln, der auf dem Prinzip beruhte. Die Einsatzmöglichkeiten dieses »Masers« waren – und sind – allerdings sehr begrenzt, auch weil Mikrowellen viel weniger Energie transportieren als sichtbares Licht.

Der erste Laser bestand aus einem Edelstein

Im Jahr 1957 entwickelten dann zwei Forscher von den berühmten Bell Laboratories eine Theorie, wie man das vom Maser bekannte Prinzip auf sichtbares Licht übertragen könnte. Zur selben Zeit ersann der US-Physiker Gordon Gould einen Namen für solch ein Gerät. Er kam dabei auf »Laser«, eine Abkürzung für »light amplification by stimulated emission of radiation«. Zu Deutsch: »Lichtverstärkung durch stimulierte Aussendung von Strahlung«.

Theodore Maiman las die Arbeiten seiner Kollegen – und machte sich wie andere Teams daran, einen ersten Laser zu bauen. Er war damals an den Hughes Research Laboratories beschäftigt, einer Unterabteilung der Flugzeugfabrik Hughes Aircraft Company. Das Basteln mit Elektronik hatte der US-Amerikaner gewissermaßen in die Wiege gelegt bekommen: Maimans Vater war ein hervorragender Elektroingenieur, wovon der Sohnemann enorm profitierte. Schon im Teenager-Alter reparierte er Radios und andere Gerätschaften in der Nachbarschaft. Später an der Universität hatte Maiman dann das Glück, bei Nobelpreisträger Willis Lamb zu promovieren, wobei er bereits mit Masern experimentierte.

Dank Bastlertalent und Ausbildung in der Spitzenforschung gelang es Maiman und seinem Assistenten Irnee D‘Haenens schließlich als Ersten, einen Laser zum Laufen zu bringen. Er basierte auf einem synthetischen Rubin. Mit Hilfe einer Blitzlichtquelle regten die Forscher die Atome darin an, die Elektronen hüpften also in ein höheres Energieniveau. Bald darauf verließen sie diesen Zustand wieder und gaben Licht ab. Da die beiden Enden des Edelsteins mit einer stark reflektierenden Schicht aus Silber überzogen waren, konnte es den Edelstein zunächst nicht verlassen, sondern stimulierte andere Atome dazu, identische Strahlung zu emittieren. Entweichen konnte das Laserlicht dann letztlich auf einer Seite, wo die Silberfolie etwas dünner war.

Grundlagenforschung, die die Welt veränderte

Hätte man damals jemanden gefragt, wozu das gut sein soll, hätten alle Beteiligten nur mit den Schultern gezuckt. Das Ganze sei eine »Lösung, die nach einem Problem sucht«, pflegte Irnee D'Haenens zu sagen. Wie speziell die Erfindung des Lasers damals erschien, lässt sich auch an der Publikationsgeschichte ablesen: Zunächst reichte Maiman sein Manuskript bei den renommierten »Physical Review Letters« zur Veröffentlichung ein. Die Herausgeber lehnten es jedoch ab – im Nachhinein wohl eine der größten Fehlentscheidungen in der Geschichte der Zeitschrift. Die Konkurrenz von »Nature« schlug dagegen zu und veröffentlichte den wegweisenden Fachaufsatz schließlich in der Augustausgabe.

Anderen Teams gelang bald darauf eine Weiterentwicklung: Maimans Rubinlaser sendete bloß gepulste Strahlung aus, da die Blitzlichtlampe die Atome immer nur für einen kurzen Augenblick anregen konnte. Das ermöglichte es den überrumpelten Forschern der Bell Labs, nachzuziehen: Schon Ende 1960 stellten sie den ersten kontinuierlich strahlenden Laser her.

Der Weg zum Laser war für Maiman insgesamt steinig gewesen. Zwar brachten die Labore seines Arbeitgebers dank gut laufender Militäraufträge und einiger hochqualifizierter Forscher damals eine ganze Reihe von Innovationen hervor. Beim Laser waren Maimans Vorgesetzte aber eher knausrig gewesen. Obwohl der Physiker zu der Zeit immerhin schon einen stark miniaturisierten Maser entworfen hatte, erhielt er gerade einmal 50 000 Dollar für die Entwicklung eines Lasers – und das auch nur, weil er mit Kündigung drohte. Die großen Konkurrenzlaboratorien investierten dagegen Millionen von Dollar.

1961, nur ein Jahr nachdem er den ersten Laser zum Laufen gebracht hatte, hatte Maiman genug von der Arbeit im Großkonzern: Er kündigte und gründete mit Kollegen eine eigene Firma, die sich mit dem Bau von Lasern beschäftigte. Vermutlich folgte Maiman damit auch einem Rat seines Vaters. Dieser hatte 40 Jahre lang bei einem großen Unternehmen gearbeitet und zahlreiche neue Geräte entwickelt, einige davon enorm erfolgreich. Maiman senior erhielt dafür jedoch nur wenig Anerkennung – und insbesondere keine Patentrechte, die ihm als Selbstständigem viel Geld eingebracht hätten.

Der Schritt ins freie Unternehmertum scheint sich für seinen Sohn am Ende ausgezahlt zu haben: Maiman baute letztlich mehrere Laserfirmen auf, meldete viele Patente an und arbeitete in der Führungsetage von Technologieunternehmen. Auch wissenschaftlich erhielt er jede Menge Anerkennung: Zwar blieb ihm der Nobelpreis verwehrt, trotz zweifacher Nominierung. Dafür bekam er andere hochkarätige Würdigungen zugesprochen. Und im Jahr 2000, sieben Jahre vor seinem Tod, profitierte er selbst von seiner Erfindung: Am Münchner Klinikum Großhadern ließ er sich mit Hilfe von Lasern an der Prostata operieren.

Einsatz in Medizin und Militär

Schon kurz nach der Erfindung des Lasers hatten Mediziner erkannt, welche Chancen die Technologie bietet. 1961 setzten sie erstmals eines der Geräte in der Augenheilkunde ein: Mit Hilfe eines Rubinlasers zerstörten sie bei einem Patienten einen Tumor in der Retina. Bald darauf begann ein Wettrennen, welches Labor den stärksten Laser bauen konnte. Anfangs nahm man die Zahl an Rasierklingen, die ein Laser durchbohren konnte, als Maßstab für die Laserstärke. Zeitungen brachten das neue Gerät auf die Titelseite und spekulierten über »Todesstrahlen«, die als Wunderwaffe im Kalten Krieg dienen könnten.

Tatsächlich war es das Militär, das eine erste Anwendung entwickelte: 1967, im Vietnamkrieg, nutzte die US-Luftwaffe Laser, um die Zielgenauigkeit von Bombern zu verbessern. In den Jahren darauf folgten zivile Anwendungen – etwa ein Haarentfernungsgerät, das der Hersteller wegen Sicherheitsbedenken allerdings wieder vom Markt nehmen musste.


Drittmittel 2016

Im Folgenden werden alle zum genannten Stichtag laufenden drittmittelfinanzierten Forschungsprojekte der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg aufgelistet. Diese Auflistung ist im Zusammenhang mit den vom MWK und der LHK verabschiedeten Leitlinien zur Transparenz in der Forschung entstanden.

Nicht aufgelistet sind die mit Mitteln des Landes erworbenen Forschungsgeräte und errichteten Forschungsbauten. Ebenso nicht gelistet sind die auf einen Forschungsbereich, nicht aber auf eine spezielle Forschungsfrage gerichteten, eher strukturellen Finanzierungen (wie z.B. für Forschungsverbünde) und Mittel für Tagungen und Workshops.

Koordinierte Programme (Sonderforschungsbereiche, Graduiertenkollegs, Forschergruppen u.ä.) bzw. Projekte, an denen mehrere Organisationseinheiten/Institute/Personen der Carl von Ossietzky Universität oder übergreifende Einrichtungen (Forschungszentren, Wissenschaftliche Zentren) beteiligt sind, sind zu Beginn der Liste aufgeführt. Alle anderen Projekte sind nach Fakultäten und Department/Institut sortiert.

Anzahl der Projekte: 358
Fördersumme über alle Projekte: 218.881.000 €

Laufzeit von Jahr / bis Jahr

Zentrum für Hörforschung
FK 6 Department für Medizinische Physik und Akustik
FK 6 Department für Neurowissenschaften
FK 6 Department für Psychologie
FK 3 Institut für Niederlandistik

Nds. Ministerium für Wissenschaft und Kultur

Nds. Ministerium für Wissenschaft und Kultur

Exzellenzcluster Hören für alle: Brücken von gezielter Hörforschung hin zur nachhaltigen Wirkung auf das tägliche Leben

Exzellenzcluster Hören für alle: Modelle, Technologien und Lösungsansätze für Diagnostik, Wiederherstellung und Unterstützung des Hörens

Exzellenzcluster Hearing4all Autonomes und effizient skalierbares Deep Learning

Exzellenzcluster Hearing4all Der Einfluss von Schwerhörigkeit auf die Erzeugung Auditorisch Evozierter Potentiale

Exzellenzcluster Hearing4all Entwicklung eines virtuellen bimodalen Cochlea Implantat-Trägers

Exzellenzcluster Hearing4all RobSpHear - Robust Speech Encoding in Impaired Hearing

FK 2 Department für Informatik

SFB/Transregio 14 Automatische Verifikation und Analyse komplexer Systeme AVACS

FK 5 Institut für Chemie und Biologie des Meeres

SFB/Transregio 51 Ökologie, Physiologie und Molekularbiologie der Roseobacter-Gruppe

FK 6 Department für Neurowissenschaften
FK 6 Department für Medizinische Physik und Akustik
FK 6 Department für Psychologie
FK3 Institut für Niederlandistik

SFB/Transregio 31 Das aktive Gehör

FK 2 Department für Informatik

Graduiertenkolleg Systemkorrektheit unter widrigen Umständen - SCARE

FK 4 Institut für Sportwissenschaft
FK 1 Institut für Sozialwissenschaften
FK 3 Institut für Anglistik und Amerikanistik
FK 4 Institut für Geschichte
FK 4 Institut für Evangelische Theologie und Religionspädagogik
FK 4 Institut für Philosophie

Graduiertenkolleg Selbst-Bildungen - Praktiken der Subjektivierung in historischer und interdisziplinärer Perspektive

FK 5 Institut für Chemie und Biologie des Meeres
FK 5 Institut für Biologie und Umweltwissenschaften
FK 5 Institut für Chemie
FK 5 Institut für Physik
FK 6 Department für Humanmedizin
FK 6 Department für Neurowissenschaften


Mikrodispenser Piezoelektrische Antriebselemente für Mikrodosierpumpen

Für die automatische Dosierung kleinster Volumina sind Mikrodosierpumpen das Mittel der Wahl. Damit die Mikrodispenser ihre Stärke des hoch genauen Dosierens voll ausspielen können, ist allerdings die Wahl des passenden Pumpenantriebs entscheidend.

Abb. 1: Der inverse Piezoeffekt bietet sich für die Realisierung von Aktoren an. Die Piezokeramik dehnt sich beim Anlegen eines elektrischen Feldes aus und sorgt so für eine Aktorbewegung.

Kleinste Mengen bzw. Volumina im Bereich von Mikrolitern oder gar Nanolitern automatisch gezielt zu dosieren ist nicht trivial, zumal im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung in der Medizin- und Prozesstechnik die Anforderungen an die Komponenten ständig steigen. Das Mittel der Wahl sind Mikrodosierpumpen, oft auch Mikrodispenser genannt. Sie arbeiten als Verdrängerpumpen, das heißt, sie liefern unabhängig von den Druckverhältnissen am Ein- und Ausgang definierte Volumina pro Hub oder pro Zeit. Dadurch lässt sich sehr genau dosieren. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist allerdings die Wahl des passenden Pumpenantriebs. Piezoelemente und Piezoaktoren sind hierfür ideal geeignet sie erzeugen die benötigten Linearbewegungen sehr präzise und ohne Umweg und lassen sich obendrein sehr gut an die jeweilige Applikationsumgebung anpassen.

Bereits Ende des 19. Jahrhunderts entdeckten Jacques und Pierre Curie, dass mechanischer Druck in Quarzkristallen elektrische Ladungen erzeugt. Sie nannten dieses Phänomen „Piezoeffekt“ nach dem griechischen Wort „Piezo“ für „Druck“ oder „Pressen“. Später stellten sie fest, dass elektrische Felder piezoelektrische Materialien verformen können (s. Abb. 1). Man bezeichnet dies als den „inversen Piezoeffekt“. Während sich der direkte Piezoeffekt für Sensorikanwendungen nutzen lässt, bietet sich der inverse Piezoeffekt speziell für die Realisierung von Aktoren an.

Piezoelektrische Antriebslösungen – kompakt, präzise, zuverlässig

Aus piezoelektrischen Materialien lassen sich dadurch leistungsfähige Antriebslösungen kreieren, die für den Einsatz in Mikrodosierpumpen die besten Voraussetzungen bieten: Sie erfüllen alle Anforderungen an die (hohen) Geschwindigkeiten und arbeiten mit kurzen Ansprechzeiten. Auf diese Weise sind hohe Pumpfrequenzen und Flussraten möglich. Durch die variablen Hübe lassen sich Dosiervorgänge präzise steuern und auch die Lebensdauer piezoelektrischer Antriebslösungen überzeugt. Da sie sehr kompakt sind, also bei kleinem Bauraum hohe Effizienz bieten, können auch Antriebe für mobile Geräte oder die Lab-on-a-Chip-Technik realisiert werden. Im praktischen Einsatz kommen aber noch weitere positive Eigenschaften zum Tragen. Piezoaktoren sind wartungsfrei, weil sie keine im klassischen Sinn bewegten Teile haben. Da die Bewegung auf kristallinen Festkörpereffekten beruht, gibt es keine rotierenden oder reibenden Mechaniken. Sie benötigen nur wenig Energie und eignen sich dank ihrer Steifigkeit auch für Anwendungen mit hohem Gegendruck.

Immer die passende Lösung: .

Da sich sehr unterschiedliche Aufbauten realisieren lassen, findet sich praktisch für jede Aufgabenstellung eine maßgeschneiderte Lösung. Die Firma PI Ceramic, Lederhose bietet eine umfangreiche Produktpalette piezoelektrischer Komponenten in verschiedensten, auch kundenspezifischen Formen sowie Piezoaktoren mit und ohne Vorspannung in unterschiedlichen Größen, die sich bereits in zahlreichen Anwendungsbereichen bewährt haben, z.B. bei den häufig für Dosieraufgaben eingesetzten Mikro-Membranpumpen, die sich sowohl für Flüssigkeiten als auch für Gase eignen.

Für Mikro-Membranpumpen, .

Mikro-Membranpumpen funktionieren ähnlich wie Kolbenpumpen, allerdings ist bei ihnen das zu fördernde Medium durch eine Membran vom Antrieb getrennt (s. Abb. 3). Beeinträchtigungen der gepumpten Medien durch den Antrieb sind dadurch ausgeschlossen. Passive Ein- und Auslassventile steuern die Pumprichtung. Als Antriebssystem bieten sich bei den miniaturisierten Varianten dieses Pumpentyps hochdynamische Piezoelemente in Scheibenform an, die direkt auf einer Metallscheibe appliziert werden. Auch bei Gegendruck lassen sich so hohe Förderraten realisieren, indem die Schaltfrequenzen oder die Amplitude der Piezoauslenkung über eine entsprechende Regelung variiert werden.


Ingeneurin / Ingenieur (w/m/d)

Scientists / Engineers (master´s degree) (f/m/d)

Ihr Aufgabengebiet umfasst die Planung und Umsetzung von Erweiterungen bei der PtX-Syntheseroute im Energy Lab 2.0. Weiterhin verantworten Sie die Weiterentwicklung der vom IMVT betriebenen komplexen verfahrenstechnischen Anlagen sowie die umfangreiche Infrastruktur im Energy Lab 2.0 unter Einbeziehung von Fremdfirmen. Darüber hianus erstellen Sie die entsprechenden Dokumentationen. Zudem sind Sie am Versuchsbetrieb der PtX-Anlagen, insbesondere mit Blick auf die Verfügbarkeit der Infrastruktur beteiligt.

Personal qualification

Sie verfügen über ein abgeschlossenes Hochschulstudium (Diplom (Uni)/Master) im Bereich Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik und bringen bereits mehrjährige Berufserfahrung in der Betreuung von verfahrenstechnischen Anlagen im Technikums- und Pilotisierungsmaßstab mit. Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse runden Ihr Profil ab.

EG 13, sofern die fachlichen und persönlichen Voraussetzungen erfüllt sind.


Wasserdesinfektion mit Ozon

Wasser wird seit langem mit Chlor und UV-Strahlen desinfiziert, aber auch Ozon tötet Keime ab. Bislang wird Ozon als Oxidationsmittel bei großen Wasseraufbereitungsanlagen eingesetzt. Ein Projektkonsortium aus Schleswig-Holstein entwickelt nun einen miniaturisierten Ozongenerator für zum Beispiel Getränkeautomaten oder Klein- und Haushaltsgeräte. Die Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT steuern den Sensorchip und die Elektrodensubstrate der Elektrolysezelle bei.

Bei der Desinfektion ist in Wasser gelöstes Ozon gegenüber herkömmlichen Methoden wie Chlor oder UV-Strahlen klar im Vorteil: Es ist umweltfreundlich, über den Ort der Entstehung hinaus aktiv, hat nur eine geringe Verweilzeit im Wasser und ist anschließend geschmacksneutral. Aufgrund seines hohen Oxidationspotenzials baut Ozon Keime effektiv ab, da es den Zerfall der Zellmembran von häufig vorkommenden Krankheitserregern verursacht.

Hauptanwendungsgebiete hierzulande sind die Desinfektion von Schwimmbeckenwasser und Trinkwasser, aber auch in der Abwasserreinigung wird das Verfahren genutzt. In Haushaltsgeräten wie Eiswürfelmaschinen, Getränkeautomaten oder auch Dusch-WCs ist der Einsatz von Ozon zur Wasserdesinfektion noch nicht üblich. Im Verbund mit der CONDIAS GmbH, die seit 2001 in Itzehoe als Ausgründung des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST ansässig ist, wollen Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer ISIT in Itzehoe und ihr Partner Go Systemelektronik GmbH aus Kiel dies nun ändern: Im Projekt MIKROOZON entsteht ein miniaturisierter Ozongenerator mit integrierter Sensorik und mikroprozessorbasierter Steuerung. Das Vorhaben wird vom Land Schleswig-Holstein und der EU gefördert.

Ozon elektrolytisch direkt aus Wasser erzeugen

»Der kompakte Ozongenerator lässt sich in Geräte und Systeme integrieren, die aufgrund von Hygienevorschriften regelmäßig desinfiziert werden müssen. Er wird einfach in die Wasserleitungen eingeklinkt und erzeugt durch Elektrolyse unmittelbar vor Gebrauch die benötigte Menge ozonisiertes Wasser«, sagt Norman Laske, Wissenschaftler am Fraunhofer ISIT. Der wenige Kubikzentimeter große Ozongenerator setzt sich zusammen aus einer Elektrolysezelle, einem Sensorchip, der Elektronik, die Strom und Spannung regelt, und der Auswertung, die die Sensorsignale ausliest.

»Zwischen zwei Elektroden befindet sich eine ionenleitfähige Separatormembran. Legt man über die Elektroden Spannung an, so wird Wasser durch Elektrolyse gespalten. Dank einer Diamantschicht auf den Elektroden bilden sich dabei zunächst Hydroxylradikale, die vor-nehmlich zu Ozon (O3), aber auch zu Sauerstoff (O2) reagieren «, erläutert der Forscher die Funktionsweise des Generators.

Wie die Elektroden mit ihrer bordotierten Diamantschicht belegt werden, ist das Know-how, das der CONDIAS GmbH ihren Namen gegeben hat: In ihren Anlagen wurden durch chemische Gasphasenabscheidung bereits großformatige Elektroden zur Desinfektion von Schiffs-Ballastwasser beschichtet. Die Elektroden für MIKROOZON sind wesentlich kleiner: Sie bestehen aus Silizium, das von fein geätzten Gräben durchzogen wird. Diese münden an der Rückseite in schmalen Spaltöffnungen. Um die erforderliche Präzision beim Ätzen zu erreichen, mussten die Forschenden des Fraunhofer ISIT eigens Wafermaterial nach ihren Spezifikationen herstellen lassen.

Damit aus den Elektroden ein Ozongenerator wird, werden sie paarweise Rücken an Rücken montiert, dazwischen befindet sich eine Separatormembran. Die Gase werden an dem Übergang zur Separatormembran freigesetzt und können durch die grabenförmige Strukturierung aufgrund der Verwirbelung des Wassers effizient abtransportiert und gelöst werden.

Der am Institut entwickelte Sensorchip ist mit drei Sensoren ausgestattet, die die Leitfähigkeit, den Massenfluss und die Temperatur messen. Diese Parameter sind erforderlich, um den Elektrolyseprozess zu regeln. Die Sensoreinheit liefert somit die Daten, um die Produktion des Ozons abhängig von der Wasserqualität und -menge zu steuern. »Um sicherzustellen, dass ausreichend Ozon für die Zeit der Benutzung verfügbar ist, muss die Temperatur überwacht werden. Je höher die Temperatur ist, desto schneller zerfällt Ozon«, erklärt Laske. Die Leitfähigkeit wiederum korreliert mit der Wasserhärte: Je höher die Wasserhärte, desto höher die Leitfähigkeit und desto mehr Strom muss fließen, damit der erwünschte Effekt erzielt wird. Der Ozongenerator soll durch die integrierte Messung künftig pro Minute bis zu 6 Liter Wasser verarbeiten können – aktuell ist er ohne Sensorik für 0,5 bis 1,5 Liter spezifiziert.

Die CONDIAS GmbH vertreibt den Miniaturgenerator unter dem Namen MIKROZON®. »Alle Partner vereinen die langjährige Expertise aus ihren jeweiligen Spezialgebieten in diesem Produkt, das in großen Stückzahlen hergestellt werden kann«, sagt Volker Hollinder, CEO der CONDIAS GmbH. »Die Ausbreitung des Coronavirus hat gezeigt, wie wichtig Desinfektion ist. Oft ist der Einsatz von chemischen Desinfektionsmitteln problematisch, weil schädliche Rückstände verbleiben. Durch eine elektrochemische Ozonproduktion werden Keime eliminiert. Es gibt keine Rückstände von Desinfektionsmitteln.«


Kalte atmosphärische Plasmen inaktivieren Bakterien, Viren, Pilze, Sporen sowie Geruchsmoleküle. Diese Eigenschaft macht sich terraplasma zunutze und bietet Lösungen für die Entwicklung von Kaltplasmageräten für Bereiche an, in denen Keime oder unangenehme Gerüche zu Problemen führen.

Das Technologieunternehmen terraplasma GmbH wurde 2011 als Spin-off der renommierten Max-Planck Gesellschaft gegründet. Mit Wissenschaftlern aus Deutschland, Großbritannien, China und Japan bietet das Unternehmen interdisziplinäres Know-How in den Bereichen Physik, Biologie, Chemie und Medizin. Die Geschäftsführer, PD Dr. Julia Zimmermann (Biophysikerin mit Habilitation in Medizin) und Prof. Dr. Dr. h.c. Gregor Morfill (Plasmaphysiker), leiten das Unternehmen. Insgesamt können sich die Mitarbeiter der terraplasma GmbH auf mehr als 94 Jahre Erfahrung in dem Bereich der Plasmen berufen. Diese Expertise stellt die Basis für erfolgreiche Entwicklungen dar!

Terraplasma GmbH

terraplasma ist ein Technologieunternehmen mit ausgewiesener Expertise im Bereich der kalten atmosphärischen Plasmen. Als Spin-off der Max-Planck Gesellschaft greift terraplasma exklusiv auf eine Reihe von Basistechnologie-Patenten sowie auf das in langjähriger Forschungsarbeit akquirierte Know-How zurück. Dies ermöglicht die Entwicklung von Kaltplasmaprodukten unterschiedlichster Technologien für verschiedene Geschäftsbereiche.

Mehr Informationen zu unseren derzeitigen Anwen- dungsgebieten und zum Unternehmen selbst finden Sie auf unserer Internetseite: www.terraplasma.com

terraplasma GmbH
Lichtenbergstraße 885748 Garching b. München

Ansprechpartner:
Frau PD Dr. Julia Zimmermann

Was ist kaltes Plasma?

»Plasma« ist ein ionisiertes Gas – der sogenannte vierte Aggregatzustand der Materie (nach fest, flüssig und gasförmig) – und wird im Allgemeinen durch Erhitzung der Materie, üblicherweise auf 100.000 Grad oder mehr, erzeugt. Kalte atmosphärische Plasmen hingegen sind nur teilweise ionisiert, d.h. nur ein Teilchen aus 1∙109 ist ionisiert. Der Vorteil dieser kalten atmosphärischen Plasmen ist ihre »Kälte« (Zimmertemperatur) und dass sie unter Atmosphärendruck auf der Erde produziert werden können. Technologisch ist der einfachste und kostengünstigste Weg die »Mikroplasmaerzeugung«, die am Max-Planck Institut für extraterrestrische Physik entwickelt und patentiert und nun in der terraplasma GmbH verwertet wird. Bei der »Mikroplasmaerzeugung« wird durch kontrollierte Mikroentladungen die umgebende Luft lokal ionisiert. Dadurch entsteht ein »Plasma-Cocktail« aus Elektronen, Ionen, angeregten Atomen und Molekülen, reaktiven Spezies (wie z.B. O3, NO, NO2, etc.) und UV-Strahlung. Dieser »Plasma-Cocktail« inaktiviert sehr effizient Bakterien – unabhängig von der Spezies und ihrem Resistenzverhalten gegenüber Antibiotika – Viren, Pilze, Sporen und zerstört Geruchsmoleküle. Folglich ist es möglich, kaltes Plasma in Bereichen zum Einsatz zu bringen, in denen Keime oder unerwünschte Gerüche zu Problemen führen.

Anwendung von kaltem Plasma

Die terraplasma GmbH bietet derzeit Lösungen für die Entwicklung von Kaltplasmaprodukten für die Geschäftsbereiche Medizintechnik, Wasseraufbereitung und Geruchsmanagement an.
Im Bereich der Medizintechnik arbeitet das Unternehmen an einer Lösung zur Wundbehandlung. In der weltweit ersten und größten klinischen Studie mit kaltem Plasma konnte terraplasma in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck Institut für Extraterrestrische Physik, dem Städtischen Klinikum München, dem Universitätsklinikum Regensburg und Adtec Ltd. zeigen, dass kaltes Plasma Bakterien in Wunden signifikant reduziert und die Wundheilung beschleunigt. Das Plasmagerät (»MicroPlaSter« jetzt »SteriPlas«), mit dem diese klinischen Studien durchgeführt wurde, wird noch dieses Jahr von terraplasmas Kooperationspartner und Lizenznehmer Adtec Ltd. auf dem Markt eingeführt. terraplasma strebt als nächstes die Entwicklung eines miniaturisierten Plasmageräts an. Vorteile eines solchen kleinen Geräts sind die Handlichkeit, die trotz großer Behandlungsfläche gewährleistet ist, die Möglichkeit des Batteriebetriebs, die Behandlung ohne störende Schläuche, Kabel oder Patientensonden und vor allem der günstige Preis. Ziel ist es, mit dem miniaturisierten Gerät einen größeren Markt zu adressieren.
Des Weiteren arbeitet terraplasma an der Entwicklung von Kaltplasmageräten zur Desinfektion bzw. Sterilisation von medizinischem Equipment, wie z.B. Endoskope oder dentale Instrumente.

Im Segment Wasseraufbereitung ist terraplasma weltweit das einzige Kaltplasma-Unternehmen, das sich nachhaltig engagiert. Mittels der terraplasma-Technologie können wasserunempfindliche Elektroden entwickelt werden, die je nach ihrem Design und den verwendeten Plasmaparametern zur Trinkwasseraufbereitung, zur Aufbereitung von Abwasser oder zur Aktivierung von Wasser für die Reinigung verwendet werden können.
Im Bereich Geruchsmanagement ermöglicht eine neu entwickelte Kaltplasmatechnologie den Aufbau einer luftdurchlässigen Elektrode. Die geruchszerstörende Wirkung begründet sich, im Gegensatz zu momentan erhältlichen Anlagen, in der Elektronen-Dissoziation. Dadurch ist es möglich, unerwünschte Gerüche in (Groß-) Küchen und Tierställen zu eliminieren. Auch eine Miniaturisierung dieser Technologie ist denkbar und somit das Erschließen des Verbrauchermarktes im Bereich der Haushaltsanwendung. Die Verantwortung gegenüber der Gesellschaft und dem Einzelnen treibt terraplasma voran, um auf dem Gebiet der kalten atmosphärischen Plasmen sichere und dabei neue, revolutionäre Lösungen und Produkte zu verwirklichen. Auch in Zukunft ist das Erschließen neuer Anwendungsbereiche das Ziel und die Herausforderung von terraplasma.


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