Ziel ist die Herstellung und Modellierung von MEMS-Greifern zur Vereinzelung von Mikroorganismen in ozeanographischen Untersuchungen. Das Überleben der Mikroorganismen ist zu garantieren. Die Viabilitaet von Mikroorganismen unter dem Einfluss von MEMS-Greifern wird untersucht.

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stephan Warnat
• Fachliche Zuordnung: Mikrosysteme
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207342776

Ozeanographische Untersuchungen sind ein wesentlicher Bestandteil zur Beurteilung der Erderwärmung. Ein Beispiel ist CO2-Pufferung. Das Verständnis der einzelnen Prozesse beruht häufig auf der Charakterisierung einzelner Mikroorganismen. Dazu muss aus Wasserproben ein einzelner Mikroorganismus entnommen und vermessen werden. Bereits vorhanden Vereinzelungsverfahren sind große, teure Aufbauten und bedürfen geschulten Bedienpersonals. Die Verfahren der Mikrosystemtechnik erlauben die Herstellung von Mikrogreifern mit denen Mikroorganismen vereinzelt werden können. Bisherige Arbeiten zeigten, dass die Vereinzelung prinzipiell möglich ist. Im Rahmen dieses Projektes werden grundlegende Untersuchungen bezüglich der Beeinflussung des Greifers auf das Wachstumsverhalten der Mikroorganismen durchgeführt. Als besondere Herausforderung wird die thermische und elektrische Entkopplung des Greifers von den Mikroorganismen angesehen, da die Antriebsmechanismen des Mikrogreifers auf thermischer Ausdehnung oder elektrostatischer Anziehung beruhen. Die dabei entstehenden Temperaturen oder elektrischen Spannungen sind als kritisch bezüglich der Lebensfähigkeit der Mikroorganismen anzusehen. Modellrechnungen und Finite-Element-Simulationen sollen zeigen, in wieweit die erforderliche Entkopplung mit den Herstellungsverfahren der Mikrosystemtechnik möglich ist. Es wird dabei der Multi-User-MEMS Prozess exemplarisch betrachtet. Die entwickelten Strukturen sollen anschließend gefertigt und das entwickelte Modell an unterschiedlichen Mikroorganismen getestet werden. Dabei wird das Wachstumsverhalten vereinzelter Mikroorganismen betrachtet. Die Materialzuverlässigkeit des Mirogreifers spielt für die geplanten Untersuchungen an Meerwasser eine besondere Rolle. Dieses Medium gilt aufgrund des hohen Salzgehaltes als besonders aggressiv. Es werden daher in diesem Projekt ebenfalls Zuverlässigkeitsuntersuchungen von MEMS-Strukturen in Meerwasser durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. Ted Hubbard