Programmierbarer Mehrkanal Ultraschall Sender und Empfänger

• Fachliche Zuordnung: Systemtechnik
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553171762

Die Antragsteller haben eine Methode erfunden, mit der komplexe Ultraschalldruckbilder mit hoher Detailgenauigkeit erzeugt werden können. Die Methode verwendet ein "akustisches Hologramm" mit dem die Wellenfront einer beliebigen Schallquelle so geformt werden kann, dass sie das gewünschte Intensitätsmuster im Raum wiedergibt. Diese Entwicklung eröffnet neue Ultraschallanwendungen. Mit dem Hologramm können räumlich definierte Ultraschallbilder projiziert werden und damit Druckmuster, welche zum Beispiel für die Assemblierung von Zellen oder der räumlich-definierten Freisetzung Wirkstoffen genutzt werden können. Um die Wechselwirkung der Wirkstoffträger mit den holografischen Ultraschallfeldern zu beobachten, ist ein Mehrkanalempfänger erforderlich. Ultraschallintensitätsmuster erzeugen auch Kräfte und induzieren Flüssigkeitsströmungen, die wiederum genutzt werden können, um Partikel und biologische Zellen in Lösung zu assemblieren. Dies hat zu einer neuen und potentiell äußerst schnellen Methode der Biofabrikation geführt, bei der Zellen in einer gewünschten Form, definiert durch die mittels Hologramm erzeugten Ultraschallmuster, angeordnet werden können (auch in 3D). In diesem Zusammenhang ist ein programmierbarer Mehrkanal-Ultraschallsender von großem Nutzen, da er zur Verbesserung des Bioprinting-Prozesses eingesetzt werden kann. Der programmierbare ultraschnelle Mehrkanal-Ultraschall-Sender und -Empfänger wird ein universell einsetzbares Instrument sein, um anspruchsvolle 3D-Ultraschallfelder abzubilden, sowie Kontrastmittel die mit den Ultraschallfeldern interagieren, einschließlich einer neuen Klasse von Kontrastmitteln, die auf sogenannten Antibläschen basieren. Außerdem kann der Mehrkanal-Ultraschallsender Schallwellenmuster generieren, die wiederum zur Verbesserung und Erweiterung der Möglichkeiten des akustischen Hologramms genutzt werden können.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Programmierbarer Mehrkanal Ultraschall Sender und Empfänger
• Gerätegruppe: 4120 Ultraschall-Materialprüfgeräte
• Antragstellende Institution: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• Leiter: Professor Dr. Peer Fischer