Kapillare zum kontinuierlichen Glukosemonitoring
| Akronym: | µKAP | |
| Projektlaufzeit: | 01.02.2015 - 30.09.2016 | |
| Beschreibung: | Poröse, dünnwandige Filter (Membranen) erlauben die energiesparende und ohne zusätzliche Chemikalien auskommende Stofftrennung. Membranen aus anorganischen Materialien, wie Metall und Keramik können auch unter harschen Bedingungen (Temperatur, Druck, chemischer oder abrasiver Angriff) eingesetzt werden, sind leicht zu reinigen und auch zu sterilisieren und sind zu meist biokompatibel. Bisher werden anorganische Membranen nahezu ausschließlich aus metallischen oder keramischen Pulvern über Extrudieren, Pressen oder Folienziehen mit anschließender Sinterung und mehrfacher Be-schichtung gefertigt. Diese Verfahren sind Arbeits- und Energieintensiv und ermöglichen nur wenige Geometrien (Rohre konstanten Durchmessers und Wandstärke, homogene Scheiben, Scheibenstapel (Filtertaschen)) mit geringer Filterfläche pro Element. In der Anwendung sind die anorganischen Membranen mit hohem Aufwand druckstabil abzudichten und es muss eine dichte Fügung zu anderen Sensorkomponenten erfolgen. Abdichtung bzw. Fügematerial können zumeist nur aus polymeren Materialien gefertigt werden, wodurch der Vorzug anorganischer Membranen stark eingeschränkt wird. Durch additive Fertigung können metallische Membranen nahezu beliebiger Geometrie parallel und damit und großer Stückzahl gefertigt werden. Es sind Geometrien mit großer spezifischer Membranfläche, die auch Hinterschneidungen, Umlenkungen und Verengungen aufweisen, möglich. Es können filigrane Strukturen erzeugt werden. Nichtporöse, dichte Zu- und Abgänge können im selben Fertigungsschritt erzeugt werden, die ein späteres metallisches Verbinden der Membranen mit einer Sensoreinheit ermöglichen. Durch anschließende Beschichtung mit porösen, keramischen Materialien über Schlicker und Sol-Gel-Technik kann der Bereich der meso- und mikroporösen Membranen für die Stofftrennung in Chemie, Pharma, Wasser- und Abwasseraufbereitung der Sensorik erschlossen werden. In dem Projekt µKap wird eine miniaturisierte mikroporöse Messkammer für einen optisch arbeitenden Sensor zum kontinuierlichen Glukose Monitoring (Diabetes mellitus) entwickelt und hergestellt. Ein iterativer Prozess bewirkt einen wissenschaftlich abgesicherter Systementwurf. Die Weiterentwicklung der Layer-Manufacturing-Technologie schaffte Ansätze, um die an die Kanülen gestellten Anforderungen realisieren zu können. Dazu wurde eine effiziente layerbasierte Software entwickelt, die die Nachteile der CAD- oder STL-Modelle für ein anspruchsvolles Added Manufacturing beseitigt. Aus einer speziellen Kombination von Volumenmodell und Gitterstruktur entstand eine effiziente Layerstruktur. Auf dieser Basis wurde ein finaler Systementwurf umgesetzt und nach statistischen Methoden bezüglich der Toleranzvorgaben bewertet. Die erreichten Ergebnisse sichern CiS und Realizer eine weltweite Technologieführerschaft. |
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| Gefördert durch: | ||
| Förderkennzeichen: | KF2020412MS4 | |
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