Lehrstuhl für Computational Physics in Engineering (CPE)

Herstellung und Modellierung mikroskopischer Roboter

Muschelförmige Mikro-Roboter könnten sehr interessant für die Medizintechnik sein, weil sie z. B. ein Medikament aufnehmen, im menschlichen Körper zu einem Zielort transportieren und das Medikament dort freisetzten können.


Am Lehrstuhl für Angewandte Strukturmechanik werden Strukturen und Mechanismen zur Fortbewegung und Steuerung mikroskopischer Roboter entwickelt und getestet. Hierzu werden verschiedenen Schließ- und Öffnungsmechanismen, sowie Fortbewegungsmechanismen an mikroskopischen wie auch makroskopischen Prototypen getestet. Die mikroskopischen Prototypen werden dabei in Kooperation mit der AG von Freymann durch Laserlithographie hergestellt, die makroskopischen Prototypen mit Silikongummi in Formen gegossen. Hierbei lassen sich auch Eisenpartikel einbetten, die dann über ein Magnetfeld angesteuert werden können.


Die mikroskopischen Roboter können unteranderem durch Wärme gesteuert werden. Werden z.B. unterschiedliche Prozesseinstellungen bei der durch Laserlithographie erzeugten Muschelschalen des Roboters verwendet, lassen sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten ändern. Folglich dehnen sich die beiden Muschelschalen bei einer Temperaturerhöhung unterschiedlich aus, was für den Öffnungsmechanismus genutzt werden kann.


Für die zukünftige Umsetzung der Steuerungsmechanismen werden thermische, optische, chemische, magnetische und mechanische Eigenschaften der Materialien, die Herstellungsmethoden und Bewegungsmechanismen der Prototypen, sowie die Steuerung der Magnetfelder und der Temperatur untersucht.

Test des Öffnungsmechanismus eines makroskopischen muschelförmigen Prototypen über Impuls

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