FOR 516:  Mikro- und Nanochemie: Physikalische und chemische Grundlagen, Komponenten und Systeme für die Lab-on-Microchip-Technologie

• Fachliche Zuordnung: Chemie ; Informatik, System- und Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470415

In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Verringerung der Abmessungen elektronischer Bausteine auf Bruchteile eines Mikrometers in der integrierten Elektronik zu einem enormen Erfolg geführt und den Bau moderner Computer erst ermöglicht. Da moderne Hightech-Mikroskope die Voraussetzung schaffen, einzelne Moleküle zu beobachten und zu identifizieren, und neue nanostrukturierte Chips es erlauben, den Fluss von Flüssigkeiten durch Kapillare mit nur einigen Mikrometern Durchmesser zu steuern, ist es prinzipiell möglich, ein vollständiges chemisches Labor auf einem Mikrochip zu integrieren. Unsere interdisziplinäre Forschergruppe arbeitet auf dieses Ziel hin, wobei "state-of-the-art" Mikro- und Nanotechnologie, Lasertechnik und Chipherstellung eingesetzt werden.Im Projekt haben sich Forscher aus der Chemie, Maschinen- und Elektrotechnik im Forschungszentrum für Mikro-/Nanochemie und -Technik der Universität Siegen zusammengeschlossen. Das Zentrum arbeitet im Rahmen dieses Projektes mit dem Max-Planck-Institut für Polymer-Plastik Forschung und dem Institut für Mikrotechnik Mainz zusammen.Gegenstand der Forschung in den ersten drei Jahren sind die Grundlagen der physikalischen und chemischen Prozesse in mikroskopisch kleinen Gefäßen und begrenzter Gebiete mit Abmessungen im Mikro- und Submikrometerbereich. Im weiteren Verlauf werden passive und aktive Prozesskomponenten entwickelt, hergestellt und implementiert, die eine Kontrolle und Analyse von chemischen Reaktionen auf dem Mikrochip erlauben. Große Anwendungsfelder für die Lab-on-Microchip Technologie sind zum Beispiel in der Medizin, Biochemie, Klimatechnologie und in der Automobilherstellung vorstellbar.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Adsorptionsprozesse in Mikrokanälen: Mechanismen, Modelle, Parameter (Antragsteller Wiechert, Wolfgang )
• Entwicklung monolithisch integrierter applikationsspezifischer Lab-on-Microchips (ALMs) (Antragsteller Böhm, Markus )
• Entwicklung von kapillarelektrophoretischen Analysesystemen für den Einsatz mit Lab-on-Mikrochip (Antragsteller Wenclawiak, Bernd W. )
• Fluorimetrische Detektion auf dem Mikrochip (Antragsteller Ihmels, Heiko )
• Grundoperationen der "digitalen" Fluidik in Einphasen-Mikroströmungen (Antragsteller Hardt, Steffen )
• Kopplung chemischer Reaktionen an die Benetzung in mikrofluidischen Systemen (Antragsteller Graf, Karlheinz )
• Modellierung und Simulation von physikalisch/chemischen Prozessen in Mikrotöpfen (Antragsteller Wiechert, Wolfgang )
• Nachweis, physikalische und chemische Eigenschaften von einzelnen Molekülen in Mikro- und Nanokompartimenten (Antragsteller Meixner, Alfred J. )
• Organische Technologien/Komponenten für Lab-on-Microchip Systeme (Antragsteller Schmittel, Michael )
• Simulation von Transportprozessen und chemischer Reaktionskinetik in mikrofluidischen Mehrphasensystemen (Antragsteller Hardt, Steffen )
• Supramolekulare Strukturen aus Halbleiternanokristallen und Metallkomplexliganden für die optische Sensorik in Mikrokompartimenten (Antragsteller Mews, Alf )
• Zentralprojekt (Antragsteller Schmittel, Michael )

• Sprecher: Professor Dr. Michael Schmittel