Forschung in Dortmund: Winzige atomare Bewegungen revolutionieren Technik!

Forschung in Dortmund: Winzige atomare Bewegungen revolutionieren Technik!

Dortmund, Deutschland - Forschende der Universität Dortmund haben kürzlich einen Durchbruch in der interferometrischen Detektion winziger atomarer Bewegungen in Kristallen erzielt. Bei einem Experiment wurde ein 100-Femtosekunden-Laserpuls eingesetzt, um einen Metallfilm auf einer kristallinen Platte zu erhitzen. Der resultierende Temperaturanstieg betrug lediglich 0,1 Grad Celsius, was jedoch zu einer bemerkenswerten thermischen Ausdehnung von weniger als 100 Attometern (10^-16 Meter) führte. Diese präzise Messung wurde auf der gegenüberliegenden Seite der Platte beim Erreichen des Supergitters nachgewiesen, was das Potenzial für Materialstudien und Quantenmetrologie eröffnet, wie tu-dortmund.de berichtet.

Leiter des Experiments waren Marek Karzel und Dr. Alexey Scherbakov von der Fakultät Physik. Dr. Anton Samusev betonte die Unterschiede zwischen diesem Experiment und dem LIGO-Experiment, bei dem Einzelereignisse erfasst werden. Im Gegensatz dazu erfordert die neue Methodik zahlreiche Messungen, die unter experimentellen Laborbedingungen millionenfach pro Sekunde wiederholt werden können. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der Fachzeitschrift „Nature Materials“ veröffentlicht.

Verbindung zur Mikrofluidik

Die Bedeutung der Mikrofluidik, die ähnliche Präzision wie die in Dortmund erzielten Ergebnisse verlangt, kommt in der Forschung am Institut für angewandte Technologien (ISAT) in Coburg auf. Hier führt die Miniaturisierung der Mikrotechnik zu bedeutenden Innovationen in der Mikroelektronik und Mikrofluidik. Besonders hervorzuheben ist die Entwicklung von integrierten Chips wie „Lab-on-a-Chip“ (LOC) und „micro-Total-Analysis-Systems“ (µTAS), die vollständige Analysen ohne die Notwendigkeit eines Labors ermöglichen. Cerberus Embedded Systems konnten die Temperatur und akustischen Wellen steuern, um Mikrosysteme zu optimieren und die Effizienz in der Diagnostik zu verbessern, wie isat-coburg.de ausführlich beschreibt.

Diese mikrofluidischen Chips transportieren Chemikalien in definierten Kanalstrukturen, ähnlich wie elektronische Schaltungen Elektronen bewegen. Eine der Haupteigenschaften solcher Systeme ist die Möglichkeit, Point of Care Testing Systeme zu schaffen, die für die medizinische Diagnostik entscheidend sind. Hierzu gehören Tests wie Blutzuckermessungen und Blutgerinnungstests. Diese Technologien haben das Potenzial, die Analysen zu beschleunigen, die punktuelle Diagnostik zu ermöglichen und Multiparameterbestimmungen durchzuführen.

Herausforderungen und Zukunft der Mikrofluidik

Die aktuelle Forschung im Bereich Mikrofluidik steht jedoch vor Herausforderungen. Wie in einem Bericht hervorgeht, gibt es technische Probleme und Anreizunterschiede, die den vollen Einsatz der Mikrofluidik behindern. Eine mögliche Lösung wäre die Verbesserung der Zugänglichkeit, Benutzerfreundlichkeit und Herstellbarkeit der Technologien. Es wird empfohlen, einen Wandel in der Denkweise und den Anreizen innerhalb des Fachgebiets zu fördern, um bestehende Hindernisse zu überwinden. Dies könnte die transzendente Forschung und klinische Diagnostik erheblich beeinflussen, besonders in Bereichen wie der Hämatologie und der vaskulären Biologie, wobei Blut als Biofluidprobe eine zentrale Rolle spielt, wie in pubs.rsc.org diskutiert wird.

Die Fortschritte in der Mikrofluidik und der quantenmechanischen Forschung an der TU Dortmund unterstreichen die vielversprechenden Möglichkeiten, die diese Technologien für Wissenschaft und Medizin bieten. Eine kontinuierliche Zusammenarbeit und der Austausch von Erkenntnissen zwischen diesen Bereichen könnten in den kommenden Jahren zu signifikanten Entwicklungen führen.