Microfluidics - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Das Modul Mikrofluidik mit der Prüfungsnummer 230504 schließt mit folgenden Leistungen ab:

• schriftliche Prüfungsleistung über 90 Minuten mit einer Wichtung von 100% (Prüfungsnummer: 2300737)
• Studienleistung mit einer Wichtung von 0% (Prüfungsnummer: 2300738)

Details zum Abschluss Teilleistung 2:
Teilnahme an Praktika gemäß Testatkarte in der Vorlesungszeit

The module Microfluidics with the examination number 230504 completes with the following examination parts:

• written examination (90 minutes) with a weighting of 100% (examination number: 2300737)
• achievement with a weighting of 0% (examination number: 2300738)

Detail of examination part 2:
pass for the laboratory component

Prof. Cierpka, Dr. König

Dieses Modul enthält mindestens eine alternative semesterbegleitende Abschlussleistung. Bitte beachten Sie, dass diese in der Regel schon zu Beginn des Semesters, in dem diese angeboten wird, angemeldet werden muss.
Über die Details und Zeiträume dazu werden Sie vom Lehrenden und/oder dem Prüfungsamt informiert. Fragen Sie gegebenenfalls unbedingt beim Lehrenden nach.

This module contains at least one alternative exam part. Please note that this must usually be registered at the beginning of the semester in which it is offered.
The lecturer and/or the examination office will inform you about the details and time periods. If necessary, be sure to ask the lecturer.

Grundlagenwissen in Mathematik, Physik und Strömungsmechanik

Basic knowledge of mathematics, physics and fluid mechanics

Die Studierenden werden nach erfolgreichem Abschluss in der Lage sein komplexe Strömungsvorgänge in Natur und Technik auf kleinen Skalen, die im Rahmen der Strömungsmechanik und Aerodynamikvorlesungen nicht abgebildet werden können, beschreiben zu können. Sie kennen unterschiedliche Anwendung mikrofluidischer Systeme in der Biologie und Medizin, Mehrphasenströmungen und Strömungen mit Wärme- und Stofftransport in der Verfahrenstechnik. Sie verstehen die Unterschiede zwischen mikroskopischer und makroskopischer Fluiddynamik und kennen die zugrunde liegenden Phänomene. Sie können diese analysieren und deren gezielte Nutzung für verschiedene Anwendungen ableiten. Zudem kennen sie moderne laseroptische Messtechniken zur Strömungscharakterisierung durch das Praktikum  und sind in der Lage deren Besonderheiten zu diskutieren. Nach der erfolgreichen abgeschlossenen Übung zur Vorlesung können sie einfache Berechnungen ausführen und kleine Experimente zur Strömungscharakterisierung selber durchführen. Sie sind zudem in der Lage mikrofluidische Netzwerke, Diffusionsprozesse und elektroosmotische Strömungen zu berechnen.

After successful completion, the students will be able to describe and characterize complex flows in nature and technology on small scales.
They know different applications of microfluidics in biology and medical engineering, in multi-phase flows and flows with heat and mass transfer in process engineering. They understand the differences between microscopic and macroscopic fluid dynamics and know about the underlying phenomena. They are able to analyse these flows and derive targeted use for various applications. They also know modern laser-optical measurement techniques for flow characterization via the practical exercise in the lab and are able to understand its special features. After successfully completing the exercise, they can carry out simple calculations and small experiments to characterize flows. They are also capable of creating microfluidic networks, to estimate diffusion processes and electroosmotic flows.

Hydrodynamik und Skalierung
Dimensionslose Gruppen, Kontinuumskonzept
Diffusion und Vermischung
Oberflächenspannung und Kapillarität
Elektrohydrodynamik
Komponenten und Herstellungsprozesse
Optische Strömungscharakterisierung

Hydrodynamics and scaling
Dimensionless groups, continuum concept
Diffusion and mixing
Surface tension and capillarity
Electrohydrodynamics
Components and manufacturing processes
Optical flow characterization

Blackboard, Powerpoint, Videos, zusätliches Material im Moodle

blackboard, powerpoint, videos, additional material on Moodle

Introduction to Microfluidics, Patrick Tabeling, Oxford University Press, 2011

Theoretical Microfluidics, Henrik Bruus, Oxford University Press, 2007

Mikrofluidik, Nam-Trung Nguyen, Teubner, 2004

Fundamentals and Applications of

Microfluidics, Nam-Trung Nguyen, Steven T. Wereley, Artech House, 2006