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Mikrosystemtechnik
Zentrales Merkmal der Mikrosystemtechnik (MST) ist ihr systemischer Charakter: Verschiedene Funktionen, Materialien, Komponenten und Technologien – meist in Verbindung mit Mikroelektronik – werden in einem integrierten System miteinander verknüpft. Dabei liegen die Abmessungen der funktions- und leistungsbestimmenden MST-Komponenten i.d.R. im Mikrometermaßstab.
Grundlagen
Das Prinzip der Mikrosystemtechnik (MST) ist im Grunde eine Erfindung der Natur und damit so alt wie das Leben auf der Erde. Jedes Lebewesen besteht aus einer Vielzahl von speziellen Mikrosystemen.
MST für Energie
Die Energiesysteme stehen vor großen Herausforderungen. Der Entwicklung und Anwendung innovativer Energieversorgungssysteme wird daher sowohl in der Forschung als auch in der Industrie viel Aufmerksamkeit geschenkt. Vor allem mobile Geräte werden immer kleiner und leistungsfähiger. Die Mikrosystemtechnik unterstützt Lösungen, die den Energiebedarf optimieren und reduzieren und dadurch einen wesentlichen Beitrag zum Schutz der Umwelt leisten.
Mikro Nano Integration
In der Aufbau- und Verbindungstechnik, bei der Produktion von Mikrostrukturen, aber auch bei der Entwicklung von biokompatiblen Materialien für die Medizintechnik bekommt die Nanotechnologie zunehmende Bedeutung. Ein wichtiger Schlüssel für den Zugang in die Nanowelt ist die Mikrosystemtechnik. Die meisten Entwicklungen der Nanotechnologie sind ohne Mikrosystemtechnik nicht nutzbar. Durch ihre integrierende Funktion ist die Mikrosystemtechnik ein idealer Vermittler zwischen der Nanowelt und unserer Alltagsumgebung im Makromaßstab. Dabei nutzt die Nanotechnologie gezielt einzelne Atome und Moleküle zum Aufbau von Teilchen und kleinen Struktureinheiten, um Werkstoffe mit neuen Eigenschaften sowie winzigste Komponenten und Systeme herzustellen.
Smart Textiles
Smart textiles sind „intelligente“ Textilien, darunter versteht man die Integration von (Mikro-)Elektronik und Mikrosystemtechnik (MST) in textile Materialien.
BioMST
Hohe Standards in der Medizin und im Gesundheitssystem erhöhen seit Jahren die durchschnittliche Lebenserwartung in den Industrienationen. Direkt proportional dazu steigen die Erwartungen an eine entsprechende, möglichst individuelle Therapie ohne Nebenwirkungen, aber auch die Kosten des Gesundheitssystems. Daher sind ganz neue Konzepte in der Diagnostik und der Medikamentenentwicklung und –testung gefragt. Große Chancen, aber auch Herausforderungen liegen für beide Bereiche in der Miniaturisierten Biosystemtechnik.
Mikroverfahrenstechnik
Zur Steigerung ihrer Ressourceneffizienz setzen die stoffumwandelnden Industrien zunehmend auf Methoden der Prozessintensivierung. Diese widmet sich der radikalen Effizienzsteigerung von chemischen und verfahrenstechnischen Prozessen. Wichtige Ansatzpunkte hierfür sind die Verringerung der Zahl der Prozessschritte durch Integration beispielsweise von Reaktion und Produktaufarbeitung, die Mikroverfahrenstechnik, die Intensivierung des Wärme- und Stoffaustauschs, die nichtklassischen Formen des Energieeintrags sowie neue Konzepte in der Prozesssteuerung und -bedienung. In der Mikroverfahrenstechnik werden Grundfunktionen wie Mischen, Trennen, Heizen, Kühlen und Reagieren in Apparaten realisiert, deren innere Strukturen Abmessungen von einigen Mikrometern bis wenigen Millimetern aufweisen. Hierfür werden verschiedene Mikrotechniken eingesetzt.
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