Kolloide als Grundbausteine für aktive Komponenten in mikrofluidischen Systemen

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Der Antrag beschäftigt sich mit der Entwicklung und Untersuchung aktiver Elemente für die Steuerung und Kontrolle von Flüssigkeitsströmungen in mikrofluidischen Netzwerken. Dabei sollen paramagnetische Kolloidteilchen als Grundbausteine für verschiedenste Komponenten (z.B. Pumpen) verwendet werden. Durch rotierende Magnetfelder lassen sich Drehmomente auf die Teilchen ausüben, so dass diese in eine Rotationsbewegung versetzt werden. Ferner lassen sich durch statische Magnetfelder die Wechselwirkung der Teilchen variieren. Insgesamt führt die Kombination von rotierenden und statischen Feldern zur selbstorganisierten Bildung drehender Teilchencluster, die zu einem Flüssigkeitstransport in mikroskopischen Kanälen führen. Neben Pumpen lassen sich mit diesem bottom-up Prinzip Ventile, Dioden und auch Mischer realisieren. Neben anwendungsorientierten Aspekten möchte sich der Antrag aber auch grundsätzlichen Fragestellungen, etwa der Kopplung rotierender Objekte an laminare Strömungsfelder, widmen. Hierdurch eröffnen sich u.a. interessante Möglichkeiten für die Trennung von Molekülen unterschiedlicher Chiralität (E-nantiomere), die u.a. bei der Synthese von Biomolekülen von großer Bedeutung ist.