Was ist ein Mikrogerät?
Mikrogeräte sind mikrofluidische Kanäle oder Reaktionszellen auf einem Chip, die chemische Reaktionen wie Mischen, Reagieren, Extraktion und Phasentrennung von Lösungen ermöglichen.
Da die Kanäle nur etwa einen Mikrometer breit sind, kann die Menge des durch sie fließenden Reagenz auf ein Minimum beschränkt und die Reaktionszeit verkürzt werden. Die unten beschriebene Anwendung der MEMS-Technologie ermöglicht die Massenproduktion von Geräten und die Einwegverwendung von gebrauchten Chips. Kostengünstige Experimente sind möglich und tragen zur Entwicklung akademischer Bereiche wie Chemie und Biochemie bei.
Anwendungen von Mikrogeräten
Mikrogeräte werden zur Durchführung verschiedener chemischer und biochemischer Experimente mit kleinen Mengen von Probenreagenzien verwendet.
Mit chipartigen Mikrostrukturen können Zellen und Mikroorganismen einzeln gehandhabt, beobachtet und kultiviert werden. Auf diese Weise konnten verschiedene biochemische Eigenschaften von Zellgewebe aufgedeckt werden.
Sie werden auch in der Forschung eingesetzt, um die Eigenschaften von Tröpfchen zu untersuchen, die durch das Mischen von zwei Lösungen (z. B. Wasser und Öl) entstehen, und es wird erwartet, dass sie in der Biologie und anderen Bereichen Anwendung finden werden.
Funktionsweise der Mikrogeräte
Mikrogeräte sind Mikrofabrikationstechnologien, die als MEMS bekannt sind und zur Herstellung von mikrofluidischen Kanälen und Reaktionszellen auf einem Chip verwendet werden.
MEMS steht für Micro-Electro-Mechanical System und wird in der Halbleiterintegrationstechnologie eingesetzt. Durch Techniken wie Ätzen, UV-Bestrahlung und Filmabscheidung werden verschiedene Strukturen geschaffen. Darüber hinaus werden chemische Reaktionen und Wärmebehandlungen kombiniert, um die Präzision der Verarbeitung zu erhöhen. Diese Technologien ermöglichen die Herstellung von Strukturen im Mikrometer- bis Submikrometerbereich auf Substraten.
Bei elektronischen Geräten werden Sensoren, Aktoren und Schaltkreise auf Siliziumsubstraten integriert. Dies hat zur Entwicklung von Beschleunigungsmessern für Autos und Spiegeln für Displays geführt. Auch Mikrogeräte sind aus diesen fortschrittlichen Integrationstechnologien hervorgegangen.
Die Fließwege können beliebig gestaltet werden, und je nach Verwendungszweck ist eine parallele Verarbeitung mit hohen Geschwindigkeiten oder eine kontinuierliche Verarbeitung mehrerer Prozesse möglich, was sie zu einem Gerät macht, das für eine Vielzahl von akademischen Forschungsarbeiten eingesetzt werden kann.