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Prof. Dr.-Ing. Christian Cierpka
Fachgebietsleiter
+49 3677 69 2445
Frau Colette Wilhelm
Sekretariat
+49 3677 69 2410
Haus M
Am Helmholtzring 1
98693 Ilmenau
Prof. Christian Cierpka
Fachgebiet Technische Thermodynamik
Telefon: +49 3677 69-2445
e-mail: christian.cierpka@tu-ilmenau.de
Projektträger: DFG
Förderkennzeichen: CI 185/6-1
beteiligte Fachgebiete: Technische Thermodynamik
Laufzeit: 01.03.2019 - 31.08.2023
Das Forschungsvorhaben hat das Ziel, eine 2D-Einzelzellanalyseanordnung basierend auf akustischen Oberflächenwellen zu erstelle und zu charakterisieren. Dabei wird erstmalig die Position der Zellen (durh Partikel simuliert), die Strömungsgeschwindigkeit der sie umgebenden Flüssigkeit sowie die lokale Temperaturverteilung mit neuartigen, örtlich hochauflösenden Messtechniken erfasst, um detaillierte Erkenntnisse zum Einfluss hochfrequenter Schallwellen (>100 MHz) auf Flüssigkeiten und die darin suspendierten korpuskularen Bestandteile (Partikel, Zellen) zu erhalten. Durch experimentelle Charakterisierungen der SAW-Felder in der fluidbeladenen Mikrokammmer mittels Laser-Doppler-Vibrometrie und Messungen der Geschwindigkeits- und Temperaturverteilung mit der APTV, sollen grundlegende mikroakustische, strömungs- und thermodynamische Fragestellungen der SAW-Mikrofluidik, welche in der aktuellen Literatur nicht beantwortet werden, geklärt und deren Abhängigkeiten herausgestellt werden, geklärt und deren Abhängigkeiten herausgestellt werden. Dies soll durch eine Erarbeitug von Modellen zur numerischen Simulation lokaler Temperatur-, Druck- und Strömungsgradienten unterstützt werden. Anhand der Ergebnisse soll es zukünftig möglich sein, allgemeine Design- und Anwendungskriterien für die Mikrofluidik mit hochfrequenten akustischen Oberflächenwellen abzuleiten, die beispielsweise für die aisierte 2D-Einzelzellanalyseanordnung nicht nur einen stabilen Betrieb gewährleisten sondern auch im Dauerversuch eine geringe mechanische- und thermische Belastung der Zellen versprechen.
Zum Erreichen der wissenschaftlichen Ziele sollen die folgenden Einzelziele schrittweise erarbeitet werd