Die E-PunCh-Pumpe, eine innovative Mikropumpe, hat das Potenzial, die Art und Weise, wie Flüssigkeiten in der Medizintechnik und anderen Branchen gehandhabt werden, grundlegend zu verändern. Entwickelt von Sebastian Bohm im Rahmen seiner Dissertation an der TU Ilmenau, ist diese Mikropumpe ein Beispiel für die Verbindung von Wissenschaft und praktischem Nutzen. Sie wird auf einem Silizium-Wafer hergestellt und ist nur etwa einen halben Millimeter hoch. Ein bemerkenswertes Merkmal dieser Pumpe ist, dass sie ohne bewegliche Teile arbeitet und Flüssigkeiten präzise durch elektrische Spannung bewegt.
Die E-PunCh-Mikropumpe revolutioniert das Pumpen von Flüssigkeiten, indem sie die Pumparbeit der Flüssigkeit selbst überlässt. Hier kommt der EWOD-Effekt (Electrowetting On Dielectrics) ins Spiel, der es ermöglicht, kleinste Flüssigkeitsmengen mit hoher Genauigkeit zu dosieren. Dies macht die Mikropumpe besonders geeignet für Anwendungen wie Tropfendosierautomaten, Insulinpumpen, Pipettier-Roboter, sowie in der Lebensmittelindustrie und bei der Zellkultivierung.
Technische Details und Herstellung
Die Entwicklung der E-PunCh-Pumpe erfolgte in enger Zusammenarbeit mit 5microns, einem Unternehmen, das sich auf kundenspezifische Mikrosysteme spezialisiert hat. Die Fertigung findet in den hochmodernen Reinräumen des Zentrums für Mikro- und Nanotechnologien der TU Ilmenau statt, das zu den größten seiner Art in Europa gehört. Dies sichert nicht nur präzise Herstellungsbedingungen, sondern auch hohe Qualitätsstandards.
Die Pumpe zeichnet sich außerdem durch niedrige Fertigungskosten und hohe Energieeffizienz aus. Sie ermöglicht Volumenströme von weniger als 0,5 µl/s bei Differenzdrücken unter 50 kPa. Diese Eigenschaften eröffnen neue Möglichkeiten in der Lab-on-Chip-Technologie, wo E-PunCh problemlos mit integrierten Sensoren kombiniert werden kann.
Wissenschaftlicher Hintergrund und Zukunftsperspektiven
Sebastian Bohm hat in seiner Dissertation auch numerische Methoden entwickelt, um das Verhalten von Flüssigkeiten in mikrofluidischen Systemen unter elektrischen Feldern zu beschreiben. Dies wird dazu beitragen, die Anwendungsmöglichkeiten der Technologie weiter zu erforschen. Sein Betreuer, Professor Erich Runge, hebt das hohe wissenschaftliche Niveau von Bohms Arbeit hervor und vergleicht seine Fähigkeiten mit internationalen Spitzenleistungen.
Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der E-PunCh-Pumpe, von der Medizintechnik über die Lebensmittelindustrie bis zur Zellkultivierung und Probennahme, deuten darauf hin, dass sie eine bedeutende Rolle in der Entwicklung neuer mikrofluidischer Lösungen spielen wird. 5microns ist bestrebt, maßgeschneiderte Lösungen anzubieten und Kunden bei spezifischen Anwendungsfällen umfassend zu unterstützen.
