Modulares Mikroreaktionssytem auf PDMS-Basis

Der Schwerpunkt liegt hier auf einem modular aufgebauten Mikroreaktorsystem, welches sich durch eine feste Reaktorgröße von 26mm x 76mm, der Größe eines handelsüblichen Objektträgers, mit vorgegebenen Schnittstellen zur Makrowelt auszeichnet. Das Reaktorsystem besteht aus Substratscheiben (Slides), die übereinander gestapelt werden. Die Fixierung der Mikroreaktorslides erfolgt über einen Rahmen, der  10 Ports zur fluidischen oder auch elektrischen Kontaktierung bietet. Zur Fertigung der Mikroreaktoren werden hauptsächlich Verfahren der Mikrosystemtechnik eingesetzt. Bisher kamen PDMS (Polydimethylsiloxan) und Glassubstrate zum Einsatz. PDMS zeichnet sich durch eine schnelle, einfache und gut reproduzierbare Verarbeitung aus, da pro Reaktortyp nur ein Master angefertigt wird und dieser dann beliebig oft in PDMS abgeformt werden kann. Des Weiteren ist PDMS wie Glas optisch transparent und temperaturstabil bis mindestens 150°C. Nachteilig ist das Anschwellen bei Kontakt mit organischen Lösungen. Denkbar sind auch Metall, Silizium, Keramik oder weitere Kunststoffe. Die Kanalstrukturen sind offen und werden durch den darüber liegenden Slide abgedichtet. Abgeschlossen wird das System mit einem Glasslide. Eine Aussparung im Rahmendeckel lässt eine optische Detektion der Reaktion unter dem Mikroskop zu.

Dieses modular aufgebaute Reaktorsystem soll zum einen an Schulen als Modulbaukasten zur Durchführung verschiedener einfacher Reaktionen, z.B. eine Farbreaktion zweier verschiedener farbloser Substanzen in einem Mischreaktor, eingesetzt werden. Zum anderen soll es Studenten der Chemie eine Möglichkeit bieten eigene Mikroreaktoren selbst zu entwerfen und diese möglichst einfach, schnell und kostengünstig herzustellen.
Dieses Reaktorsystem bietet die Möglichkeit schnell, einfach, sehr flexibel und kostengünstig verschiedene Mikroreaktoren zu entwerfen, herzustellen und unter Verwendung  etablierter Verbindungstechnik zu kontaktieren und anschließend wieder in Einzelteile zu zerlegen.

Applikationsfelder

• Schulen
• Universitäten

Kontakt

Dipl.-Ing. Sandy Zähringer