Mikrofluidik - µCHEMS

Das Konzept der mikrochemomechanischen Systeme (µCHEMS) ist ein neu entwickeltes Systemkonzept, das auf den besonderen Eigenschaften intrinsisch aktiver Polymere beruht. Mikrofluidische Systeme, die auf diesem Konzept basieren, bieten im Vergleich zu mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) die Vorteile, dass sowohl Aktor- und Steuerungseinheit als auch die gesamte Energieversorgung direkt im Chip integriert sind. Einmal vollständig zusammengebaut, arbeitet ein solcher mikrofluidischer Chip vollkommen automatisch und energieautark. auf aufwändige Peripheriegeräte kann verzichtet werden.Ermöglicht wird ein solches Systemkonzept durch die polymeren Materialien, die als aktive Elemente, z.B. als Ventile oder Pumpen, eingesetzt werden.

Sie reagieren auf chemische Informationen (im einfachsten Fall auf die Anwesenheit eines Fluids) mit einer Änderung ihres Zustandes und weisen damit sowohl sensorisches als auch aktorisches Verhalten auf.

Diese besonderen Materialeigenschaften erlauben nicht nur den Aufbau autarker chemischer Mikroprozessoren bestehend aus einer Vielzahl aktiver Elemente, sondern eröffnen auch die Möglichkeit, Prozessoren zu realisieren die mit einer entscheidungsfähigen chemischen Informationsverarbeitung ausgestattet sind.

LITERATUR

A. Richter, J. Wenzel, K. Kretschmer
Mechanically adjustable chemostats based on stimuli-responsive polymers
Sens. Actuat. B 125 (2007), 569-573  DOI

A. Richter, S. Howitz , D. Kuckling, K.-F. Arndt
Influence of phenomena of volume phase transition at the behavior of hydrogel based valves
Sens. Actuat. B 99/2-3 (2004), 451-458 DOI

K.-F. Arndt, D. Kuckling, A. Richter
Application of Sensitive Hydrogels in Flow Control
Polym. Adv. Techn. 11 (2000), 496-505 DOI 

R. Greiner, M. Allerdißen, A. Voigt, A. Richter
Fluidic microchemomechanical integrated circuits processing chemical information
Lab Chip, DOI:10.1039/C2LC40617A Abstract, PDF