The Research Training Group (RTG)

The research training group 'Hydrogel-based Microsystems' (RTG 1865) of the TU Dresden and the Leibniz-Institute for Polymer Research Dresden e.V. is funded by the German Research Foundation (DFG) and characterized by a strong interdisciplinary research focus.
Engineers, physicists, material scientists and chemists work on microsystems, structural and fluid mechanics applications as well as fundamental properties of the versatile material "hydrogel".
On this website you can learn more about our work and the current state of our research in the field of hydrogel-based microsystems.

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Wichtige Themen im Überblick

Student and research assistants wanted!

Diverse tasks for student and research assistants. Contact: Alexander Kutscher (Alexander.Kutscher@tu-dresden.de)

Teilbereiche des Forschungsprogramms

Das Graduiertenkolleg fokussiert sich auf die folgenden Bereiche: Materialien und Verfahren (A) und Mikrosysteme (B). Dabei werden folgende Aspekte in ihrem komplexen Zusammenwirken betrachtet: Synthese, Charakterisierung und Funktionalisierung der Hydrogele; Sensorik und Aktorik; Modellierung und Simulation.

Dissertationsprojekte der 1. Phase (2013-2016)

In der 1. Phase des Graduiertenkollegs werden die wissenschaftlichen Grundlagen gelegt, um die Hydrogele für Mikrosysteme zu nutzen, wobei der Schwerpunkt auf Sensoren, Aktoren und mikrofluidischen Anwendungen sowie neuen Funktionalitäten liegt. Insbesondere werden langzeitstabile druckkompensierte pH-Sensoren, biochemische Sensoren, leistungslose Sensorschalter, chemische Transistoren und mikrofluidische Syntheseprozessoren untersucht.

Dissertationsprojekte der 2. Phase (2016-2019)

Ziel des Graduiertenkollegs in der 2. Phase ist es, Hydrogele mit entsprechenden Eigenschaften für die Mikrosystemtechnik zu entwickeln und numerisch bzw. experimentell zu untersuchen, insbesondere im Hinblick auf hohe Langzeitstabilität der Sensitivität (Sensoren) bzw. Aktivität (Aktoren), hohe Selektivität der sensorischen bzw. aktorischen Effekte, d.h. geringe Quersensitivitäten, kurze Reaktions- bzw. Einstellzeiten und hohe Reproduzierbarkeit der Wandlereigenschaften.

Hydrogel-basierte Sensoren und Aktoren

Stimuliresponsive Hydrogele, deren reversibler Quellvorgang in einer wässrigen Lösung 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 Mikrosystemlösungen 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. experimentell untersucht. Zum Anderen werden mit diesen Materialien und Verfahren ausgewählte Mikrosysteme erforscht (z.B. langzeitstabile druckkompensierte pH-Sensoren, biochemische Sensoren, implantierbare miniaturisierte Sensorsysteme, leistungslose Sensorschalter, chemische Transistoren, mikrofluidische Syntheseprozessoren).