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28.06.2006 - Quellende Mikrochips - Wissenschaftler an der TU Dresden erforschen Entwicklung von Hydrogelen

An der Technischen Universität Dresden wird an der Entwicklung von Hydrogelen geforscht, die vielfältig eingesetzt werden können. Möglich ist die Verwendung dieser Kunststoffe z. B. in der Mikroelektronik, wo sie, in einen Siliziumchip implantiert, als Sensoren für sensible Messverfahren dienen könnten.

Hydrogele sind Polymere, die bei Kontakt mit bestimmten Substanzen durch Flüssigkeitsaufnahme quellen. Durch Abgabe von Flüssigkeit gehen sie wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Faktoren, die diesen Prozess beeinflussen sind z. B. Temperatur, pH-Wert sowie Konzentration, Lichteinstrahlung oder magnetische bzw. elektrische Felder. An der TU Dresden beschäftigt sich Karl-Friedrich Arndt, Professor für Spezielle physikalische Chemie/Physikalische Chemie der Polymere mit dieser Art Kunststoff. Er bezeichnet die Polymere als "smarte Hydrogele", "weil sie eigentlich ganz unscheinbare Werkstoffe sind, aber herausragende Eigenschaften besitzen".

Der Direktor des Instituts für Festkörperelektronik der TU Dresden, Gerald Gerlach beabsichtigt, Hydrogele in einen winzigen Siliziumchip zu integrieren. Ein Polymer auf dem Mikrochip reagiert nach Kontakt mit einer Flüssigkeit, es quillt auf. Je nach dem wie die Flüssigkeit chemisch zusammengesetzt ist, verformt sich die anliegende Membran unterschiedlich stark. Der Quellprozess dient hier als Indikator. Durch den Grad der Deformation kann eine spezifische Messgröße bestimmt werden. Die Hydrogele dienen also als Sensoren.


Einsatzgebiete der Polymere sind Elektroindustrie (elektrolytische Gele) und Sensortechnik (pH-Wertmessung), Außerdem in der Medizin und Medizintechnik, die chemische Industrie, der Landwirtschaft. Bauteile auf Hydrogel-Basis sind kleiner, preiswerter und zuverlässiger als mechanische Technologien. In Zukunft sind ganze Systeme mit Hydrogelen aus Ventilen, Pumpen und Sensoren denkbar.

(28.06.2006 / Quelle: saxxess.com / TU Dresden / Bild: TU Dresden)