Forschungsprojekte
Im Folgenden sollen Inhalte und Ergebnisse der Forschungsprojekte am IFE kurz zusammengefasst werden. Dabei wird jeweils auf Veröffentlichungen und Graduie-rungsarbeiten verwiesen, in denen die Ergebnisse umfassend dargelegt sind:
Verbundprojekt: Hochempfindliche pyroelektrische Infrarot- sensoren und ihre Anwendung in der Gasanalytik (PyroGas)
Teilprojekt: Grundlagen ultradünner Lithiumtantalat-Chips für pyroelektrische Sensoren
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach, Dr.-Ing. Agnes Eydam
Wiss. Zusammenarbeit: DIAS Infrared GmbH (Dresden), Dr. Födisch Umweltmesstechnik AG (Markranstädt)
Finanzierung: SAB-Verbundprojekt (EFRE-Technologieförderung)
Laufzeit: 11/2024 – 04/2027
Beschreibung/Ergebnisse:
- Ziel: neuartige pyroelektrische Infrarotsensoren mit einem extrem hohen Signal/Rausch-Verhältnis
- Entwicklung einer Technologie zur reproduzierbaren Herstellung ultradünner Lithiumtantalat-Chips
- Entwicklung einer angepassten Absorptionsschicht für Wellenlängen von ca. 2-14 µm
Graduiertenkolleg 1865/2 „Hydrogel-basierte Mikrosysteme“
Sprecher: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Projektleiter am IFE: PD Dr.-Ing. habil. Margarita Günther
Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Kollegiaten am IFE: Dipl.-Ing. Julia Beyer
Dipl.-Ing. Simon Binder
M.Sc. Jan Erfkamp
Dipl.-Phys. Nikolai Gulnizkij
M.Sc. Christoph Kroh
M.Sc. Alice Mieting
Dipl.-Ing. Stefan Schreiber
Dipl.-Ing. Sitao Wang
Postdoc: Dr. rer. nat. Daniela Franke
Finanzierung: DFG
Laufzeit: 01.10.2013 – 30.09.2020
Themen am IFE:
- Leistungslose Sensorschalter: Hydrogele als Schaltele-ment für energieautarke Systeme. Dabei sind insbeson-dere die Schalthysterese und die Schaltkinetik des Hyd-rogels von großer Bedeutung. (Dipl.-Phys. Nikolai Gulnizkij)
- Sensoren nach dem Kraftkompensationsprinzip: Ein bisensitives Hydrogel vereint sensorische und aktorische Eigenschaften in sich. Die thermisch steuerbare Aktorfunktion kompensiert den Quelldruck des Gels nach einer Änderung der Messgröße. Dadurch können Relaxations- und Driftef-fekte verhindert sowie die Ansprechzeit verkürzt werden. (Dipl.-Ing. Simon Binder, Dipl.-Ing. Stefan Schreiber)
- Hydrogel-basierte piezoresistive Chemo- und Biosensoren: Durch gezielte Synthese und Funktionalisierung, beispiels-weise mit Enzymen, sollen neuartige Stimuli-sensitive Hy-drogele entworfen und piezoresistive Hydrogel-Sensoren aufgebaut und charakterisiert werden. (M.Sc. Jan Erfkamp)
- Plasmonischer Fluidsensor mit Hydrogel-Transducer: Rea-lisierung einer parallelen optischen Messung der Tempera-tur, des pH-Wertes sowie des Ethanolgehaltes in einem Sensorkopf mit entsprechenden sensitiven Hydrogelen, im-mobilisiert auf der plasmonischen Sensoroberfläche. Dabei sollen die Grundlagen für das optische Auslesen hydrogel-basierter Sensoren für die Anwendung in der Lebensmittel-industrie untersucht werden. (M.Sc. Christoph Kroh, Dipl.-Ing. Julia Beyer)
- Sensor auf Hydrogel-Basis für die Umweltüberwachung von Schwermetall-Ionen (M.Sc. Alice Mieting)
- Smarte Hydrogele zur Analytdetektion in Gasen (Dipl.-Ing. Sitao Wang)
- Poröse Hydrogele mit verbesserter Ansprechzeit für die An¬wendung in Mikrosystemen. (Dr. rer. nat. Daniela Franke
Beschreibung:
Stimuliresponsive Hydrogele, deren reversibler Quellvorgang in einer wässrigen Lö-sung je nach Struktur und Aufbau des vernetzten Polymers durch ein großes Spektrum unterschiedlicher physikalischer (z. B. Temperatur, elektrische Spannung, magnetisches Feld) und chemischer Größen (z. B. pH-Wert, Analytkonzentration in Lösung) hervorgerufen werden kann, eignen sich prinzipiell hervorragend sowohl für sensorische als auch für aktorische Anwendungen, zumal sich gezeigt hat, dass sich Hydrogele für entsprechende Anwendungen in Mikrosysteme integrieren lassen. Integrierte Hydrogel-basierte Sensoren und Aktoren ermöglichen somit kostengünstige Mikrosys¬temlösungen mit großem funktionellem Potenzial. Ziel des Graduiertenkollegs ist es, aufbauend auf den grundlegenden Kenntnissen der Synthese und physikochemischer Eigenschaften die Nutzung von Hydrogelen für sensorische und aktorische Funktionen in Mikrosystemen näher zu untersuchen und damit die wissenschaftlichen Grundlagen für zukünftige mikrosystemtechnische Anwendungen zu legen. Dazu werden im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprogramms des Graduiertenkollegs auf der einen Seite spezielle Materialien und Verfahren, die sich an den Erfordernissen solcher Anwendungen ausrichten (relevante Funktionalität, hohe Sensitivität, Selektivität und Langzeitstabilität, kurze Ansprechzeiten), entwickelt und numerisch bzw. experimen-tell untersucht. Zum anderen werden mit diesen Materialien und Verfahren ausge-wählte Mikrosysteme erforscht (z. B. langzeitstabile druckkompensierte pH-Sensoren, biochemische Sensoren, implantierbare miniaturisierte Sensorsysteme, leistungslose Sensorschalter, chemische Transistoren, mikrofluidische Syntheseprozessoren).
Weitere Informationen: Graduiertenkolleg "Hydrogelbasierte Mikrosysteme"
Verbundprojekt: Anspruchsvolle Freiformbeschichtung flächiger und 3-dimensionaler Substrate (3D-FF)
Teilprojekt: Modellentwicklung zur Simulation, Berechnung und Schichteigenschaftsoptimierung bei der Freiformbeschichtung
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Phys. Annekatrin Delan
Wiss. Zusammenarbeit: Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP; AIS Automation Dresden GmbH; LSA GmbH; Von Ardenne GmbH; SeeReal Technologies GmbH; Institut für Numerische Mathematik (INM) der TU Dresden
Finanzierung: SAB (EFRE)
Laufzeit: 01.08.2019 – 28.02.2022
Beschreibung/Ergebnisse:
- Ziel: hochpräzise Freiformbeschichtung großer Substrate, d.h. die Realisierung sehr definierter Schichtdickenprofile auf 3D-Oberflächen,
- Funktionsbeschichtungen in effizienten automatisierten Beschichtungsprozess,
- Kombination neuer Konzepte für Beschichtungsanlagen, innovativer Substratbewegungsmodule, einer hochproduktiven Präzisionsbeschichtungs-technologie und einer Softwareplattform, die eine durchgängige Datenkette von der Schichtdickensimulation über den Beschichtungsablauf bis zur automatischen Anlagensteuerung bereitstellt,
- Modellentwicklung zur Simulation, Berechnung und Schichteigenschafts-optimierung bei der Freiformbeschichtung.
Projektnummer: 100354089/3726
Graduiertenkolleg 2430/1:
I-FEV Interaktive Faser-Elastomer-Verbunde
Sprecher: Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Wirt.-Ing. Chokri Cherif
Projektleiter am IFE: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Stipendiaten am IFE: Dipl.-Ing. Sascha Pfeil
Dipl.-Ing. Johannes Mersch
Finanzierung: DFG
Laufzeit: 01.11.2018 – 31.04.2023
Themen am IFE:
- TP7: Modellierung und messtechnische Untersuchung der adaptiven Komponenten des I-FEV mittels elektromechanischer Ersatzmodelle
- TP8: Elektromechanische Modellierung und messtechnische Untersuchung von I-FEV mit werkstoffintegrierter Sensorik
Beschreibung:
Der Fokus des Graduiertenkollegs liegt in der Erforschung von interaktiven Faser-Elastomer-Verbunden (I-FEV) mit strukturintegrierten intelligenten Aktorik- und Senso-riknetzwerken
- zur gezielten Einstellung der Bauteilsteifigkeit und
- zur Erzielung stufenlos veränderbarer komplexer Verformungsmuster mit na-hezu unbegrenzter Verformungsfreiheit und großen Verformungswegen bzw. großen Stellkräften mit sensorischer Rückkopplung sowie
- in der tiefgreifenden wissenschaftlichen Analyse des Struktur- und Materialver-haltens auf verschiedenen Skalen.
I-FEV stellen wegen ihres hohen intrinsischen Deformationsvermögens einen sehr aussichtsreichen Lösungsansatz für hochverformbare Bauteile mit gezielt einstellba-ren Eigenschaften dar. Sie können auf Änderungen in ihrer Umgebung (z. B. Tempe-ratur, magnetische Felder) aktorisch reagieren und mittels eines auf einer sensorba-sierten Zustandsüberwachung beruhenden, gekoppelten Steuer- und Regelkreises eine präzise und langzeitstabile Funktionalität gewährleisten. Diese Funktionalität er-fordert jedoch neue Bauteilkonzepte und deren skalenübergreifende Modellierung, Si-mulation, Integration in Systemkonzepte und experimentelle Erforschung sowie Mate-rialentwicklung. Solche I-FEV stellen eine neue Werkstoffklasse dar und bringen selbst neue Eigenschaften hervor. Die Entwicklung von I-FEV erlaubt beispielsweise die geo¬metrischen Verformungsfreiheitsgrade von mechanischen Bauteilen reversibel und berührungslos einzustellen und so sehr schnell und präzise auf variable Anforderun¬gen der Umwelt zu reagieren. Das prädestiniert sie für zahlreiche Anwendungsfelder wie Maschinenbau, Fahrzeugbau, Robotik, Architektur, Orthetik und Prothetik. Bei¬spielhafte Anwendungen dafür sind Systeme zur Realisierung präziser Greif- und Transportvorgänge (z. B. von Handprothesen, schaltbaren Abdeckungen, Verschlüs¬sen und verformbaren Membranen) und Bauteilen (z. B. adaptive Flaps für Windkraft-Rotorblätter und Trimmklappen für Land- und Wasserfahrzeuge zur Minderung wir¬kungsgradreduzierender Strömungsablösungen). Ziel des Graduiertenkollegs (GRK) ist die simulationsgestützte Entwicklung intelligenter Werkstoffkombinationen und -gradierungen für autarke I-FEV mit strukturintegrierten Aktorik- und Sensoriknetzwer¬ken zur aktiven lokalen Einstellung der Bauteilsteifigkeit sowie zur Erzielung geregelter komplexer Verformungsmuster. Dabei stehen insbesondere große Verformungen, hohe Frequenzen bzw. große Stellkräfte durch sensorische Rückkopplung unter Be¬rücksichtigung thermischer und mechanischer Beanspruchungen bei maximalem Leichtbaugrad und hoher Kompaktheit im Fokus.
DFG-Schwerpunktprogramm SPP 1599: Caloric effects in ferroic materials: New concepts for cooling
Project: Electrocaloric multilayer and radial cooling device concepts
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach,
Dr. rer. nat. Gunnar Suchaneck
Mitarbeiter am IFE: M.Sc. Rocco Liebschner
Wiss. Zusammenarbeit: TU Darmstadt, Fachbereich Material- und Geowis-senschaften; Universität Duisburg-Essen, Institut für Materialwissenschaft; Fraunhofer IKTS, Dresden; Leibniz Universität Hannover, Institut für Montage-technik; IFW Dresden
Finanzierung: DFG
Laufzeit: 11/2012 – 09/2019
Beschreibung/Ergebnisse:
- Entwicklung einer Technologie zum reaktiven Sputtern elektrokalorischer (Ba,Ca)(Zr,Ti)O3-Dünnschichten zur Herstellung von Multischichtkondensatoren mit Ni-Elektroden,
- Bewertung des zu erwartenden elektrokalorischen Effektes durch Messung der Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätszahl über dem Curie-Punkt,
- Untersuchung des elektrischen Durchbruchsverhaltens und der Degradation in ho-hen elektrischen Feldern,
- pyroelektrische Kalorimetrie des Zeitverlaufes der Enthalpie beim Anlegen eines elektrischen Feldes,
- Fertigung und Bewertung von Prototypen elektrokalorischer Kühler.
DFG-Projekt: Entwicklung verbesserter Bildgebungsverfahren und neuartiger segmentierter Hochfrequenz-Ultra-schallwandler für die Ultraschallmikroskopie
Projektleiter: apl. Prof. Dr. rer. nat. et Ing. habil. Elfgard Kühnicke
Dr.-Ing. Sylvia Gebhardt, Fraunhofer IKTS
Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. André Juhrig, Dipl.-Ing. Mario Wolf,
Dr. rer. medic. Anke Burkhardt
Wiss. Zusammenarbeit: Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
Finanzierung: DFG
Laufzeit: 03/2016 – 01/2020
Beschreibung/Ergebnisse:
- Verbesserung der Bildgebung bei Schichtsystemen mit wechselnden und unbe-kannten Schallgeschwindigkeiten,
- Erweiterung der Prüfszenarien (Prüfung unter geneigten und gekrümmten Struktu-ren),
- gleichzeitiges Prüfen in verschiedenen Tiefen (Neigungsbestimmung von Grenzflä-chen),
- Aufbau eines mehrkanaligen Ultraschallmikroskopiesystems,
- Aufbau und Entwicklung segmentierter 40-MHz Annular-Arrays mit gleicher bzw. besserer Auflösung als die konventioneller Prüfköpfe,
- Bereitstellung neuer Messverfahren und -technik sowie speziell strukturierter Ultra-schallprüfköpfe, mit denen das Schallfeld geschwenkt und fokussiert werden kann,
- Weiterentwicklung des Schlickergussverfahrens zur Herstellung feinskaliger, sphä-risch gekrümmter PZT-Polymer-Komposite mit Arbeitsfrequenzen über 40 MHz.
DFG-Projekt: Nicht-invasive, gleichzeitige Bestimmung von Schichtdicken und Schallgeschwindigkeit mittels Ultraschall
Projektleiter: apl. Prof. Dr. rer. nat. et Ing. habil. Elfgard Kühnicke
Mitarbeiter am IFE: Dr. rer. medic. Anke Burkhardt, Dipl.-Ing. André Juhrig, Dr.-Ing. Ulrike Schmidt, Dipl.-Ing. Mario Wolf,
Finanzierung: DFG
Laufzeit: 07/2017 – 07/2020
Beschreibung/Ergebnisse:
- Ziel: Bereitstellung eines robusten, praxistauglichen Messverfahrens zur gleichzei-tigen Schichtdicken- und Schallgeschwindigkeitsbestimmung geschichteter Struk-turen (aufbauend auf den bereits entwickelten Verfahren im Vorgängerprojekt),
- gleichzeitige Überprüfung von Materialgüte und Probengeometrie,
- Verwendung einzelner Arrays ohne Reflektoren zur Untersuchung von einseitig zu-gänglichen Strukturen,
- signifikante Erhöhung der Genauigkeit auch für mehr als drei Schichten durch Nutzung aller im Signal enthaltenen Informationen,
- Entwicklung und Qualifizierung schneller Simulationsalgorithmen.
DFG-Projekt: Nanostrukturierte Absorptions- und Emissions-schichten für thermische Infrarotsensoren und Infrarotstrahler
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Mitarbeiter am IFE: Dr.-Ing. Marco Schossig
Dipl.-Ing. Tobias Ott, Dipl.-Ing. Steffen Junker,
Christian Norkus
Finanzierung: DFG
Laufzeit: 08/2015 – 09/2019
Beschreibung/Ergebnisse:
- Abscheidung von nanostrukturierten Absorptions- und Emissionsschichten,
- Untersuchung der physikalischen (optischen, elektrischen, mechanischen, thermi-schen) Eigenschaften von Mono- und Gradientenschichten, insbesondere Bestim-mung der tiefenabhängigen Schichtporosität,
- Modellierung und Simulation der Schicht- und Bauelementeigenschaften,
- Herstellung von Sensoren mit nanostrukturierter Absorptionsschicht und deren messtechnische Charakterisierung,
- Herstellung von thermischen Infrarotstrahlern mit nanostrukturierter Emissions-schicht und deren messtechnische Charakterisierung.
DFG-Projekt: Mesoporöse Hydrogele aus Mikroemulsionen und verwandten Strukturen für hydrogelbasierte piezo-resistive Sensoren (MESOPOR)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Mitarbeiter am IFE: Dr. rer. nat. Daniela Franke
Finanzierung: DFG
Laufzeit: 01/2018 – 12/2020
Beschreibung/Ergebnisse:
- Herstellung von porösen Hydrogelschichten zur Verbesserung des Ansprechver-haltens von Hydrogelsensoren,
- Synthese von porösen, pH-sensitiven Hydrogelen,
- Abscheidung von pH-sensitiven Polymer-Tensid-Strukturen,
- Charakterisierung der Porosität mit verschiedenen bildgebenden Methoden,
- Charakterisierung des Quellverhaltens mittels freier Quellung,
- Herstellung hydrogelbasierter piezoresistiver Sensoren und deren messtechnische Charakterisierung.
EU Projekt: Physical principles of the creation of novel SPINtronic materials on the base of MULTIlayered metal-oxide FILMs for magnetic sensors and MRAM (SPINMULTIFILM)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach,
Mitarbeiter am IFE: Dr. rer. nat. Gunnar Suchaneck
Wiss. Zusammenarbeit: University Aveiro, Department of Physics (Portugal); Vrije Universiteit Brussel, Department MACH "Materials in Chemistry" (Belgium); Kaunas University of Technology; Institute of Materials Science (Lithuania); SSPA Scientific and Practical Materials Research Center of NAS of Belarus, Division of Cryogenic Research (Belarus); Institute of Magnetism of the National Academy of Science of Ukraine and the Ministry of Education and Science of Ukraine, Laboratory of Nanocrystalline Structures (Ukraine); WMT Wire Machine Technology (Israel)
Finanzierung: EU (Horizon 2020) - Marie Skłodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (MSCA-RISE)
Laufzeit: 01/2018 – 12/2021
Beschreibung/Ergebnisse:
- Synthese von Metalloxidverbindungen auf der Basis von Sr2FeMoO6,
- Herstellung von Nano-Heterostrukturen mit dielektrischen Grenzflächen,
- Charakterisierung und Simulation von Nano-Heterostrukturen,
- Herstellung von Bauelementen für die Spintronik.
Verbundprojekt: Tauchfähiger Brechzahlsensor als Technolo-gieplattform für Prozess- und Umweltmoni-toring (TauSenT)
Teilvorhaben: Entwicklung pH- und ethanolsensitiver Hydrogele zur Beschichtung optischer Transducer
Projektleiter: Hon.-Prof. Dr. habil. Thomas Härtling
Wiss. Zusammenarbeit: Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Finanzierung: BMBF
Laufzeit: 01/2017 – 12/2019
Beschreibung/Ergebnisse:
- Entwicklung einer multisensorischen Plattform zur Parameterdetektion in Flüssig-keiten, insbesondere für Brechzahl, pH-Wert und Ethanolgehalt,
- Anpassung der Messplattform an die Bedingungen im Brauereiwesen,
- Funktionsdemonstration der Überwachung des Gärprozesses in Gärtanks.
Verbundprojekt: Hochfrequent stellbare, textilbasierte Ak-torstrukturen für komplexe FKV-Kinematiken mit hohen Verformungsgraden (HoTexA)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Wirt. Ing. Chokri Cherif (ITM)
Dr.-Ing. Sven Wießner (IPF)
Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach (IFE)
Wiss. Zusammenarbeit: Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleis-tungswerkstofftechnik (ITM), TU Dresden; Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF);
Finanzierung: AiF, Forschungskuratorium Textil e.V.
Laufzeit: 10/2019 – 03/2022
Beschreibung/Ergebnisse:
- Entwicklung von funktionalisierten, textilen Verstärkungsstrukturen mit strukturinte-grierten, textilbasierten, hochfrequenten Aktoren für geometrisch komplexe Faser-kunststoffverbund- (FKV-) Anwendungen mit schnellem adaptiven Einstellungspo-tenzial,
- gezielte Auslegung, Entwicklung und Erprobung neuartiger, textiler Aktoren auf Ba-sis dielektrischer Elastomere (DEA),
- Ausführung als Koaxialleiter in Hybridkonstruktion mit hochdehnbaren, langzeit-stabilen, textilbasierten Innen- sowie Außenelektroden,
- funktionsspezifische Aktor-, Verstärkungshalbzeug- und Verbundauslegung/-ent-wicklung (z. B. gradiente Verstärkungsstrukturen und Multimatrixsysteme),
- automatisierte Aktorintegration im Flächenbildungsprozess (z. B. durch Weben, Wirken oder Stricken).
Verbundvorhaben: Bauteilintegrierte Sensorik für Kraftübertragungselemente in Windenergieanlagen (BiSWind)
Teilprojekt: Energie-Harvesting durch piezoelektrische Dünnschichten
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Phys. Annekatrin Delan
Wiss. Zusammenarbeit: Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzo-genaurach; VTD Vakuumtechnik Dresden GmbH, Dresden; Siegert Thinfilm Technology GmbH, Hermsdorf; Schaeffler Engineering GmbH, Werdohl; Micro Systems Engineering GmbH, Berg; Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, Dres-den; Fraunhofer-Institut für Keramische Technolo-gien und Systeme IKTS, Dresden; Universität Bre-men, Bremer Institut für Messtechnik, Automatisie-rung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ); Techni-sche Universität Ilmenau, Fachgebiet Mikromecha-nische Systeme und Elektroniktechnologie
Finanzierung: BMWi-Verbundprojekt
Laufzeit: 12/2015 - 07/2019
Beschreibung/Ergebnisse:
- Ziel: Entwicklung eines autarken Messsystems zum Condition Monitoring auf Basis bauteilintegrierter Sensorik,
- überwachte Messgrößen: Drehmoment, Bauteiltemperatur, Vibrationen und Dreh-zahl,
- Robustheit des Systems gegen Alterung, Beständigkeit gegen (aggressive) Medien wie zum Beispiel Kühlmittel, Schmierstoffe, Feuchtigkeit und Taumittel,
- Erforschung von Technologien und Konzepten, um Sensoren und Leiterbahnen di-rekt, unter Verzicht von Klebeverbindungen, auf rotationssymmetrischen Bauteil-oberflächen mittels Dünnschichttechnologie und Mikrostrukturtechnik zu integrie-ren,
- Schwerpunkte des Teilprojektes: Entwicklung hocheffizienter Energy Harvester, um die Energieversorgung der Sensorelemente sicherzustellen; Entwicklung eines angepassten Moduls zur Energiegewinnung mit hoher Stabilität auf Basis piezo-elektrischer Schichten; Verringerung der Defektdichte der Isolationsschichten.
Verbundvorhaben: Anspruchsvolle Freiformbeschichtung flächi-ger und 3-dimensionaler Substrate (3D-FF)
Teilprojekt: Modellentwicklung zur Simulation, Berechnung und Schichteigenschaftsoptimierung bei der Freiformbe-schichtung
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Phys. Annekatrin Delan
Wiss. Zusammenarbeit: Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP; AIS Automation Dresden GmbH; LSA GmbH; Von Ardenne GmbH; SeeReal Technologies GmbH; Institut für Numerische Mathematik (INM) der TU Dresden
Finanzierung: SAB-Verbundprojekt
Laufzeit: 08/2019 - 02/2022
Beschreibung/Ergebnisse:
- Ziel: hochpräzise Freiformbeschichtung großer Substrate, d.h. Realisierung sehr definierter Schichtdickenprofile auf 3D-Oberflächen,
- Funktionsbeschichtungen in effizienten, automatisierten Beschichtungsprozessen,
- Kombination neuer Konzepte für Beschichtungsanlagen und innovative Substrat-bewegungsmodule, einer hochproduktiven Präzisionsbeschichtungstechnologie und einer Softwareplattform, die eine durchgängige Datenkette von der Schicht-dickensimulation über den Beschichtungsablauf bis hin zur automatischen Anla-gensteuerung bereitstellt,
- Modellentwicklung zur Simulation, Berechnung und Optimierung der Schichteigen-schaften bei der Freiformbeschichtung.
Verbundvorhaben: Entwicklung eines Inline-Sensors zur permanenten Kontrolle und Beurteilung der Ausbildung und Entwicklung von Biofilmen in wasserführenden Rohrleitungssystemen (Inline-Biofilm-Sensor)
Teilprojekt: Entwicklung Sensorkopf und Abscheidung der Sensorschichten
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Phys. Annekatrin Delan
Dr.-Ing. Harry Nizard
Wiss. Zusammenarbeit: -4H- Jena engineering GmbH; 3Faktur GmbH; Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V.
Finanzierung: BMWi-AiF-ZIM-Projekt
Laufzeit: 11/2019 – 10/2021
Beschreibung/Ergebnisse:
- Ziel: Entwicklung eines Inline-Biofilm-Sensors zum Nachweis bakterieller Kontami-nationen in wasserführenden Anlagen der Trinkwasserversorgung und technischen Wasserkreisläufen durch Impedanzmessung,
- Anreicherung und Detektion von Biofilmen auf Substratfallen,
- Definition von Schwellenwerten, um eine unzulässige Bakterienkontamination frühzeitig anzuzeigen.
Kooperationsprojekt: Spektral mehrkanalige pyroelektrische Hochdetektivitätssensoren im SMD-Gehäuse (PYRO-SMD)
Projektleiter: Dr.-Ing. Volkmar Norkus
Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. Agnes Eydam, Dipl.-Ing. Siegfried Kostka,
Dipl.-Ing. Volker Krause, Sabine Herbst, Ulrike Lehmann, Christian Norkus
Wiss. Zusammenarbeit: DIAS Infrared GmbH, Dresden
Finanzierung: AiF
Laufzeit: 10/2018 – 09/2020
Beschreibung/Ergebnisse:
- Konzept, Sensorlayout und –konstruktion,
- Entwurf und Konstruktion der mikrooptischen Baugruppe,
- Messtechnische Charakterisierung von Interferenzfiltern,
- Entwurf und Realisierung des Filterkäfigs mit Chipträger,
- Entwurf und Realisierung mikromechanischer Strahlteiler.
Kooperationsprojekt: Pilotlinie für die nächste Generation höchst-integrierter Mikroelektronik (PIN3S)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Mitarbeiter am IFE: Dr. rer. nat. Gunnar Suchaneck
Dipl.-Ing. Simon Binder
Wiss. Zusammenarbeit
und Finanzierung: Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, Dresden
Laufzeit: 10/2019 - 12/2020
Beschreibung/Ergebnisse:
- Herstellung piezoelektrischer Dünnschichten auf vorgegebenen Glassubstraten.
ESF/HP-Projekt: Orientierungsplattform Forschung & Praxis (OFP)
Gesamtprojektleiter: M.A. Christiane Einmahl, ZiLL
Projektleiter am IFE: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach
Mitarbeiter am IFE/Fak. EuI: Dr.-Ing. Julia Kuß
Dipl.-Wirt.-Inf. Daniel Knöfel
Finanzierung: ESF (Europäischer Sozialfonds) bis 04/2019,
Hochschulpakt ab 05/2019
Laufzeit: 05/2016 – 12/2023
Beschreibung/Ergebnisse:
- Erhöhung der intrinsischen Motivation der Studenten aus den beteiligten Fakultäten Chemie und Lebensmittelchemie, Elektrotechnik und Informationstechnik, Informatik, Maschinenwesen und Mathematik zur Steigerung des Studienerfolges,
- im Grundstudium Einblicke in fachbezogene Forschungsprojekte gewähren,
- Aufzeigen von Anwendungsbereichen des im Studium erworbenen Wissens,
- Formate an der Fakultät EuI 2019:
• Firmenrallye / Studentenexkursionen zu den Firmen Preh Car Connect GmbH (13.10.2019) und Infinion (25.11.2019),
• BeING Inside – Interdisziplinäre Ingenieurspraxis (Fakultät EuI, MW und Che-mie mit BASF, 25.-29.3.2019) für Studenten sowie Schüler der 11. Klasse,
• Workshop Flow Masters, Cloud Testing (22.05.2019)
• Workshop Agile Meets Lego (24.01.2019)
• drei Workshops für Studieninteressierte (mit laufender Bewerbung): „Rookie wird Ingenieur“ mit Bertrandt Services, DAS Environmental Expert, Diehl Avia-tion Gilching, Fraunhofer IPMS, FSD Fahrzeugsystemdaten, Preh Car Connect, SEMPA Systems, SPLU Experts, Sunfire, Von Ardenne sowie XENON Auto¬matisierungstechnik (28.8.2019), „Kompetenzworkshop“ – Auseinandersetzung mit erwarteten Kompetenzen eines Ingenieurs in Bezug auf interdisziplinär und (inter-)national arbeitende Gruppen verschiedener Größen (4.9.2019 mit Schreibzentrum TUD) sowie „How to be a maker“ – Einführung in die Organisa¬tionsstruktur des Makerspace. Abbildung des kreativen Prozesses zur Arbeits¬weise eines Ingenieurs anhand einer Praxis-Aufgabe und deren Umsetzung mit Arduino-Kit „Uno 1“ (11.-13.9.2019).
• Workshop Arduino with State Charts (02.12.2019)
Weitere Informationen: https://tu-dresden.de/deinstudienerfolg/ofp
ESF/HP-Projekt: Entwicklung eines Online-Self-Assessments (OSA) für den Studiengang Mechatronik und Optimierung des OSAs für den Studiengang Elektrotechnik
Gesamtprojektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Georg Krauthäuser, Prorektor für Bildung,
M.A. Christiane Einmahl (ZiLL),
Projektleiter der Partner: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach (IFE),
Prof. Dr. Thomas Köhler (Medienzentrum)
Prof. Dr. Petra Kemter-Hofmann (Fak. Psychologie)
Mitarbeiter am IFE/Fak. EuI: Dr.-Ing. Julia Kuß
Dr. rer. medic. Anja Abdel-Haq
Finanzierung: ESF (Europäischer Sozialfonds), Hochschulpakt
Laufzeit: 09/2016 – 12/2021
Beschreibung/Ergebnisse:
- Entwicklung eines webbasierten Selbsteinschätzungstests für die Studiengänge Elektrotechnik und Mechatronik an der TU Dresden,
- flankierendes Informations- und Beratungsangebot für das Präsenzstudium,
- Abgleich der individuellen Kompetenzen, Interessen und Erwartungen der Studien-interessierten und Studienanfänger mit den Anforderungen und tatsächlichen In-halten des Studiengangs,
- Fördern einer bewussten Studienwahlentscheidung, um den Studienerfolg zu er-höhen und Studienabbrüchen entgegenzuwirken,
- Test von fachlichem Vorwissen und Fachkompetenzen anhand von problemorien-tierten Fachaufgaben,
- OSA-Prototyp ist unter OPAL verfügbar und wurde mit Studienanfängern evaluiert.
Weitere Informationen: https://tu-dresden.de/deinstudienerfolg/osa