Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Hohlräume in 3D

Forschern gelingt es, Kanalstrukturen in Glas zu drucken

02.04.2019

AG Rapp

Dreidimensionale Hohlraumstrukturen in Quarzglas.

Quarzglas ist das bevorzugte Material für Anwendungen, die eine langfristige Nutzung erfordern, da es hohe chemische und mechanische Stabilität sowie hervorragende optische Eigenschaften aufweist. Der Ingenieur Prof. Dr. Bastian E. Rapp vom Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg hat mit seinem Team den Glassomer-Prozess entwickelt, ein Verfahren, mit dem die Wissenschaftler dieses Glas wie Kunststoff formen können. Im Fachjournal „Nature Communication“ stellen sie eine neue Anwendungsmöglichkeit vor: Sie können nun beliebige dreidimensionale Hohlraumstrukturen in Quarzglas herstellen.

Glas ist chemisch sehr resistent, weshalb Hohlräume wie optische Wellenleiter oder mikrofluidische Kanäle in ihm schwer herzustellen sind – vor allem, wenn sie dreidimensional sein sollen. Der Glassomer-Prozess von Rapp und seinem Team vereinfachte das. Glassomer ist eine Mischung, in der hochreines Siliziumoxid als feines Pulver zu einem flüssigen Kunststoff hinzugerührt wird. Solange dieses Gemisch flüssig ist, lässt es sich wie ein Kunststoff prozessieren. Unter Lichteinwirkung härtet es dann aus, sodass es zum Beispiel gebohrt oder gefräst werden kann. Anschließend erfolgt eine Hochtemperaturbehandlung: Der Kunststoff verbrennt, und echtes Glas bleibt zurück. Bisher durften Kanalstrukturen nicht kompliziert angelegt sein, weil die Forscher hierfür das flüssige Material aus den Hohlräumen entfernen mussten, was bei langen Kanälen nicht gut funktioniert.

Die Freiburger Wissenschaftler gehen deshalb nun einen anderen Weg, indem sie zuerst den gewünschten Hohlraum im 3D-Drucker herstellen: Ein späterer Kanal wird als Polymerfaden gedruckt und danach mit Glassomer umgossen. Das fertige Druckerzeugnis wird anschließend auf 1.300 Grad Celsius erhitzt, sodass der Kunststoff – also auch der Polymerfaden – verbrennt. Es entsteht ein Kanal, umgeben von echtem Glas.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Quarzglas
  • Glasbearbeitung
  • 3D Druck
Mehr über Uni Freiburg
  • News

    Endlich in der Flasche

    Seit der Entdeckung des ersten homoleptischen Metallcarbonylkomplexes Ni(CO)4 vor über 130 Jahren, versuchen Wissenschaftler, weitere solche für Grundlagenforschung wie Anwendung wichtige Verbindungen eines Kohlenmonoxidmoleküls mit einem Metall zu erhalten. Die letzte neue Verbindung diese ... mehr

    Kohlenstoffdioxid sicher in tiefen Erdschichten speichern

    Ein Team um Dr. Johannes Miocic vom Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften der Universität Freiburg und Dr. Stuart Gilfillan von der Universität Edinburgh in Schottland hat gezeigt, dass Kohlenstoffdioxid (CO2) auch dann sicher in tiefen Erdschichten gespeichert werden kann, wenn g ... mehr

    Neuer Blick auf molekulare Prozesse

    Einem Forschungsteam um Prof. Dr. Frank Stienkemeier und Dr. Lukas Bruder vom Physikalischen Institut der Universität Freiburg ist es erstmals gelungen, die 2D-Spektroskopie auf isolierte Molekülsysteme anzuwenden und damit Wechselwirkungsprozesse auf molekularer Ebene präziser nachzuvollzi ... mehr

  • Firmen

    Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

    mehr

  • Universitäten

    Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

    Die Albert-Ludwigs-Universität liegt nicht nur im Herzen der Stadt Freiburg - die Studierenden, Professor/innen und Mitarbeiter/innen sind auch in den Alltag der Bürgerinnen und Bürger der Schwarzwaldhauptstadt integriert. Darin liegt auch einer der Reize, die das Studium in Freiburg so bel ... mehr

  • q&more Artikel

    Modulare Biofabriken auf Zellebene

    Der „gebürtige Bioorganiker“ hatte sich bei seiner Vorliebe für komplexe Molekülarchitekturen nie die klassische Einteilung von synthetischen Polymeren und biologischen Makromolekülen zu eigen gemacht. Moleküle sind nun mal aus Atomen zusammengesetzt, die einen wie die anderen, warum da ein ... mehr

    Lesezeichen

    Aus einer pluripotenten Stammzelle kann sowohl eine Muskel- als auch eine Leberzelle entstehen, die trotz ihres unterschiedlichen Erscheinungsbildes genetisch identisch sind. Aus ein und demselben ­Genotyp können also verschiedene Phänotypen entstehen – die Epigenetik macht es möglich! Sie ... mehr

  • Autoren

    Dr. Stefan Schiller

    Stefan M. Schiller, Jg. 1971, studierte Chemie mit Schwerpunkt Makromolekulare und Biochemie in Gießen, Mainz und an der University of Massachusetts. Er promovierte bis 2003 am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz über biomimetische Membransysteme, es folgten Forschungsaufentha ... mehr

    Julia M. Wagner

    Julia M. Wagner studierte Pharmazie in Freiburg (Approbation 2008). Seit 2008 ist sie Doktorandin und wissenschaftliche Mitarbeiterin im Arbeitskreis von Professor Dr. M. Jung. In ihrer Forschung beschäftigt sie sich mit der zellulären Wirkung von Histon-Desacetylase-Inhibitoren. mehr

    Prof. Dr. Manfred Jung

    Manfred Jung hat an der Universität Marburg Pharmazie studiert (Approbation 1990) und wurde dort in pharmazeutischer Chemie bei W. Hanefeld promoviert. Nach einem Postdoktorat an der Universität Ottawa, Kanada begann er 1994 am Institut für Pharmazeutische Chemie der Universität Münster mit ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.