A "Picolyzer" segítségével a Nanokémia Kompetencia Központ fémionokat képes kimagaslóan kis koncentrációkban kimutatni

A "Picolyzer" segítségével a Nanokémia Kompetencia Központ fémionokat képes kimutatni elképzelhetetlenül kis koncentrációkban

Ez egy kicsit olyan, mint a szálkeresés a szénakazalban: a HighTech területen rendkívül fontos, hogy folyékony médiumokban minden apró szennyeződést, például fémionokat felderítsenek.

A Regensburgi Főiskolán (HS.R) aktívan kutatnak és dolgoznak ezen: Prof. Dr. Alfred Lechner vezetésével a „Nanochem” kompetenciaközpontban a hallgatók és diplomás mérnökök éppen egy kompakt, teljesen automatizált elemző készüléket fejlesztenek. A „Picolyzer” hamarosan segíteni fog abban, hogy online mérési módszerekkel kimutassák a legkisebb szennyeződéseket, így elkerülve a gyártási hibákat, például a vízminőség hiánya miatt.

A „Nanochem” gyökerei a Mikroszisztéma technológia szakban gyökereznek, amit 1990 októberében elsőként kínáltak az országban a HS.R-en. Az évek során a HS.R és az ipar közötti együttműködés erősödött, különösen a kémiai elemzések és a folyamattechnológia területén. Annak érdekében, hogy a projekteket az iparral hatékonyabban tudják kezelni, 2007 őszén alapították a „Nanochem Kompetenciaközpontot” a professzorok, Dr. Lechner, Dr. Rieger és Dr. Wild vezetésével. Az egyetem tisztaszobája minden nedves kémiai eljárást kínál az mikro- és nanotechnológia alkalmazásához, mint például tisztítás és tisztítási folyamatok. A Nanochem kompetenciaközpont rendelkezik továbbá minden egyéb folyamattal, mint például fotolitográfia, plazma-alapú eljárások (szputtering, rétegleválasztás és száraz etching) és réteggyártás párologtatással és nedves oxidációval. Elemzésekhez spektroszkópiai és kromatográfiás módszereket alkalmaznak folyadékokban és felületeken, egészen nanoméretig, amelyek például környezetvédelmi, orvosi, biológiai és félvezető technológiai alkalmazásokban fontosak. Emellett a Nanochem elméleti és gyakorlati képzéseket is kínál a tisztaszobában.

A Picolyzerrel a kompetenciaközpont hozzájárul ahhoz, hogy a gyártás során a folyékony médiumok minőségét költséghatékonyan és folyamatosan ellenőrizzék a folyamatokban, és elkerüljék a drága készülékekkel végzett időigényes mintavételes elemzéseket. A készülék egy néhány méter hosszú, spirál alakú kavitás segítségével szilíciumban, nagyon kis csatornadiaméterrel képes kimutatni a fémionokat alacsony koncentrációkban spektroszkópiai úton. Ehhez a víz vagy más folyékony médiumok, például savak és lúgok, valamint fény egyidejűleg kerülnek a hosszú kavitásba. A fényt totalreflexióval vezetik ezen az extrém hosszú úton. A totalreflexiót úgy lehet elképzelni, mint egy labda visszapattanását egy falról. Pontosan úgy, mint a labda, a fény is folyamatos reflexió (visszaverődés) révén a csatorna falán keresztül vezethető egy görbült struktúrán. Ez a hatás megakadályozza, hogy a fény kiszabaduljon a csatornából, így szinte 100 százalékban kijön a végén. Az áthaladás során a fényt a médiumban lévő fémionok gyengítik. Ezt a gyengítést analitikus módszerekkel lehet kvantifikálni, és koncentrációk akár ppb (részmilliórész) szintig is meghatározhatók. Ez úgy hasonlítható össze, mint ha egy bajor személyt keresnénk Kínában.

A fő célpiacon, a félvezetőiparon kívül, széleskörű alkalmazási területek vannak, kezdve a környezetvédelemtől a fluoreszcencia alapú analitikáig a biológiai és orvosi technológiában. A Picolyzer projekt fő fókusza a mikrofluidikus komponensek, például szivattyúk, keverőstruktúrák, mikrokavitások fejlesztése és ezek integrálása egy egységes rendszerbe. A projekt összetettsége megköveteli az együttműködést olyan kutatóintézetekkel, mint például a müncheni Fraunhofer Intézet (IZM) és a HS.R-n található Szenzor Kompetenciaközpont, Prof. Dr. Hummel vezetésével.

Elektronsokszorozó mikroszkóppal (REM) készült kavitás felvétele. Kép: Nanochem Kompetenciaközpont