Integrierte Mikro-Nanofluidik-Plattformen
Die große spezifische Oberfläche in mikrofluidischen Systemen ermöglicht eine schnellere Durchmischung im Vergleich zu Batch-Methoden, da der Effekt der Moleküldiffusion größer ist. Der erste Entwicklungsschwerpunkt adressiert die technologische Herausforderung der nahtlosen Integration von Mikro- und Nanofluidik-Elementen in multifunktionale Plattformen. Aktuelle Systeme leiden unter mangelhafter Skalierbarkeit zwischen Nano- und Mikroebene, unzureichender Parallelisierung und begrenzter Funktionsintegration. Konkrete Entwicklungsbedarfe umfassen:
- Entwicklung neuartiger 3D-Mikrokanalnetzwerke mit integrierten Nanoporensystemen für selektive Molekültrennung
- Realisierung adaptiver Fluidsteuerung durch intelligente Mikroventile und -pumpen mit Femtoliter-Präzision
- Integration von Mikromischern, Mikroseparatoren und Mikroreaktoren in kompakte Einheiten
- Entwicklung oberflächenfunktionalisierter Mikrokanäle für spezifische Biomolekül-Wechselwirkungen