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UNI_01_2014_Webpaper

UNITITEL UNI I 01 I 2014 21 | schaffen! Aber dennoch kann man viel von der Natur lernen. Unser Auge arbeitet eben nicht wie ein Kameraob-jektiv, sondern tastet sehr schnell ein Bildfeld ab, das große Bild entsteht erst im Kopf, wenn die Einzelbilder wieder zusammengesetzt sind. Und genau dies steht im Mittelpunkt der Forschung. Wir wollen ein großes, hochaufgelös-tes Bild aus vielen kleinen Teilbildern zusammensetzen und uns dabei jeweils an die Entfernung und Helligkeit der Teilbilder anpassen können. UNI: Wie profitieren wir Menschen im ganz normalen Alltag von optischen Mi-krosystemen? Professor Sinzinger: Viele dieser Forschungsarbeiten wer-den die Endkunden nie sehen – sie kau-fen ein System, das z. B. mit Hilfe eines Lasertrackers montiert wurde, oder sie gehen zum Arzt, und der verwendet ein optisches Mikrosystem zur Analyse des Blutes. Nur wenige Produkte – wie die Mobiltelefon-Kamera – schaffen es zum Endkunden, und dennoch profitieren wir alle von optischen Mi-krosystemen. UNI: Die TU Ilmenau ist mit ihren beson-deren Stärken auf dem Zukunftsgebiet der optischen Mikrosysteme ganz vorn dabei. Welche Entwicklungen sehen Sie in diesem Bereich für die Zukunft? Professor Hoffmann: Von Bedeutung wird eine stärkere Entwicklung in Richtung Systeminte-gration sein, das ist der Weg hin zu immer smarteren und damit technisch komplexeren Geräten. Den Begriff „intelligent“ mag ich hier nicht, denn bis dahin wäre es noch ein weiter Weg, und es fragt sich, ob wir wirklich „den-kende“ Maschinen wollen. Aber wenn die Geräte zumindest die Fehlermög-lichkeiten reduzieren, dann ist das ein wichtiger Schritt. Ein zweiter Bereich ergibt sich aus der Integration von Nanostrukturen, die sehr interessante optische Effekte zeigen. Wenn diese in die optischen Mikrosysteme integriert werden können und das mit einem wirtschaftlichen Aufwand, dann sind ganz sicher Möglichkeiten eröffnet, die wir jetzt noch gar nicht so richtig abschätzen können. Aus weniger als 0,5 μm dicken Membranen aus Aluminiumnitrid lassen sich Zylinderlinsen fertigen, die durch Befüllung mit einem Öl zu einstellbaren Linsen für vielfältige Anwen-dungen werden. Im Bioreaktor werden in kleinsten Flüssigkei-ten Zellen gezüchtet, um die Wirksamkeit von medizinischen Arzneien zu testen. Das Verhal-ten der Zellen wird mit Hilfe von integrierter Optik überwacht. Im IMN MacroNano® wurde die neuartige Membran erstmals in ein Mikrosystem integ-riert. Derartige optische Mikrosysteme können beispielsweise in hoch leistungsfähigen Kame-rasystemen eingesetzt werden. Optofluidische Systeme, also Systeme die optische und fluidische Funktionen in einem einzigen integrierten Mikrosystem zusammenführen, sind darüber hinaus auch besonders für biomedizinische Anwendungen interessant. In dem Teil-projekt Optoflutronics im „Kompetenz-dreieck OptiMi“ werden solche Systeme beispielsweise unter der Leitung von Pro-fessor Andreas Schober vom Fachgebiet Nanobiosystemtechnik als hochintegrierte Sensoren in einem mikrooptischen Bio-reaktor eingesetzt. Mit dem Bioreaktor lässt sich die biologische Wirkung neu-artiger Medikamentenwirkstoffe weitaus effektiver als bisher messen, was den Weg zu einer schnelleren Medikamen-tenentwicklung ebnet. Im Rahmen der Forschungsarbeiten, die in enger Koope-ration mit den Fachgebieten Mikroreakti-onstechnik, Technische Optik und dem CiS Erfurt erfolgten, wurden unter anderem hochintegrierte optische Fluoreszenz- und Partikelsensoren entwickelt, die neben der Medizintechnik auch Anwendungen in der Umweltüberwachung finden können. Darüber hinaus wurden zahlreiche weitere vom BMBF- und DFG-geförderte Projekte eingeworben, die die konkrete Forschung auf dem Gebiet optischer Mikrosyste-me zum Gegenstand haben. Im Januar 2014 startete zudem ein europäisches Projekt, zu dem die TU Ilmenau einen recht unkonventionellen „Antrieb“ für das Schalten von Licht beisteuern wird. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeit der TU Ilmenau auf dem Gebiet der optischen Mikrosysteme wird also auch in Zukunft viele innovative Anwendungen für brei-teste Einsatzfeldern hervorbringen und die Forschungsmarke IMN MacroNano® der TU Ilmenau weiter stärken. Fotos: ari


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