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Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM

Carl-Zeiss-Str. 18-20, 55129 Mainz
Deutschland
Telefon +49 6131 990-0
Fax +49 6131 990-205
info@imm.fraunhofer.de

Hallenplan

COMPAMED 2019 Hallenplan (Halle 8a): Stand K14

Geländeplan

COMPAMED 2019 Geländeplan: Halle 8a

Unser Angebot

Produktkategorien

  • 01  Auftragsfertigung: Komponenten
  • 01.08  Prototyping

Prototyping

  • 02  Endproduktefertigung
  • 02.16  Labortechnik
  • 02.16.01  Lab-on-a-Chip

Lab-on-a-Chip

  • 03  Dienstleistungen
  • 03.03  Forschung

Forschung

  • 07  Mikrotechnik
  • 07.04  Mikrosensorik

Mikrosensorik

  • 07  Mikrotechnik
  • 07.05  Mikroelektronik

Mikroelektronik

  • 07  Mikrotechnik
  • 07.06  Mikrooptik

Mikrooptik

  • 07  Mikrotechnik
  • 07.07  Mikrofluidik
  • 07  Mikrotechnik
  • 07.08  Mikrobearbeitung
  • 07.08.01  Mikrospritzguss

Mikrospritzguss

  • 07  Mikrotechnik
  • 07.08  Mikrobearbeitung
  • 07.08.03  Laserstrukturierung
  • 07  Mikrotechnik
  • 07.10  Nanotechnologie

Unsere Produkte

Produktkategorie: Nanotechnologie

Reproduzierbare Qualität dank kontinuierlicher Syntheseprozesse

Nanopartikel aus anorganischen und organischen/polymeren Materialien besitzen einzigartige Eigenschaften, die bereits in diversen Anwendungen der Materialwissenschaften und der Life Sciences demonstriert wurden. Dazu gehören Beschichtungen, Klebstoffe, Polymere, Katalyse, Papier, Aufbau- und Verbindungstechnik, Textilien, Nahrungsmittel, Kosmetik- und Pharmazieprodukte. Bei der Synthese von Nanopartikeln ist eine hohe Reproduzierbarkeit eines der wichtigsten Ziele. Materialeigenschaften und damit Produktqualität hängen oft unmittelbar von der Partikelgröße und der Größenverteilung ab. Während die Reproduzierbarkeit eine der größten Herausforderungen in der klassischen Batch-Synthese ist, kann die kontinuierliche Synthese durch eine Reihe inhärenter Vorteile dieses Problem eliminieren und so Zugang zu qualitativ hochwertigen, uniformen Partikeln ermöglichen. Wir entwickeln für verschiedene Nanopartikelsysteme modulare Reaktoren zur Nutzung mit kontinuierlichen Syntheserouten, wie z. B. Flüssigphasen-Reaktionen mit schnellem Mischen und wenn erforderlich bei hohen Temperaturen, z.B. bis 400 °C. Kernstück des Aufbaus sind unsere mikrofluidischen Mischer in Verbindung mit temperatur-kontrollierten Reaktionszonen. Eingebundene online Prozessanalytik liefert wertvolle Informationen über kritische Produktparameter und erlaubt so eine Echtzeit-Qualitätskontrolle.

Wir optimieren und etablieren kontinuierliche Syntheseprozesse für Nanopartikel nach Wunsch unserer Kunden.

Ihr Vorteil

  • Demonstrierte Skalierbarkeit durch internes Scale-up, Parallelisierung und externes Numbering-up,
  • exakte Kontrolle von Prozessparametern wie Flussrate und Temperatur,
  • Partikelgrößen je nach Material von wenigen Nanometern bis einigen Mikrometern,
  • Spezialisierung in der Bulk- und Online-Analyse von Nanomaterialien.
Unsere Erfolgsfaktoren

  • Langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der chemischen Mikroverfahrenstechnik sowie in Design und Aufbau von kontinuierlichen chemischen Prozessen der Durchflusschemie,
  • Erweiterung des Anwendungsbereichs unserer Materialien durch hydrophile oder hydrophobe Oberflächenfunktionalisierung,
  • Methodenvielfalt in der Charakterisierung von Nanopartikeln, z. B. Elektronenmikroskopie, dynamische Lichtstreuung, statische Lichtstreuung, analytische Zentrifugation, optische Spektroskopie (Transmission, Absorption, Fluoreszenz, Thermo FTIR), Strömungs- bzw. Zeta-Potential.
Wir geben Ihren Partikeln die gewünschte Eigenschaft, sei es Fluoreszenz, Magnetismus, katalytische Aktivität, Bewuchshemmung, Langlebigkeit (z. B. gegen Temperatur, Feuchtigkeit, Hitze, Licht), antimikrobielle Oberflächen, Proteinabweisung, Biokompatibilität oder Ionen- bzw. Gasselektivität. Konkrete Partikelsysteme, an denen wir arbeiten, sind z. B. fluoreszierende Quantum Dots, einkernige Eisenoxid Nanopartikel sowie Polymerpartikel und –Kapseln aus z.B. Polyacrylaten, Polyuretanen, sowie vernetzten Polysachariden.

Typische Fragestellungen

  • Kundenspezifische Synthese und Validierung des Herstellprozesses für anorganische und polymerbasierte Nanopartikel,
  • Verkapselung aktiver Komponenten für die in-situ Freisetzung,
  • Funktionalisierung von Partikeln zur Verbesserung der Spezifität und Effektivität in der Freisetzung  von Wirkstoffen am Wirkort,
  • Überführung von Batchprozessen in kontinuierliche Syntheseverfahren, inklusive Scale-up,
  • Entwicklung von Protokollen für die Materialcharakterisierung, weitere Prozessierung sowie das Handling,
  • Charakterisierung von Nanopartikeln in flüssigen und festen Medien.

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Produktkategorie: Laserstrukturierung

Präzision und Geschwindigkeit verschaffen Vorteile in der modernen Fertigung

Laser sind in der modernen Fertigung, wie z. B. dem Schweißen von Karosserieteilen in der Automobilindustrie, der Oberflächenbearbeitung in der Werkzeugindustrie oder dem Trennen in der Solarzellentechnik, nicht mehr wegzudenken. Die berührungslose Bearbeitung ohne Kraftübertrag sowie die hohe Präzision und Geschwindigkeit sind nur einige Eigenschaften, die den Einsatz eines Lasers insbesondere auch für mikrotechnische Anwendungen attraktiv machen. Mit geeigneten Methoden können sogar Strukturen im Nanometerbereich erzeugt werden. Dazu gehören die 2-Photonen-Absorption oder die Interferenzlithografie.

Ihr Vorteil

Unsere langjährige Erfahrung in der Lasermikrobearbeitung ist für unsere Projektpartner das Fundament, auf dem wir im Rahmen von Kooperationen individuelle Lösungen erarbeiten. Wir bieten die Durchführung von technologischen Machbarkeitsstudien, die Erstellung von Funktionsmustern sowie Nullserienfertigung an. Falls gewünscht, führen wir auch einen Techno­logie­transfer durch oder bauen Anlagen, die an die speziellen Bedürfnisse unserer Kunden angepasst sind.

Unsere Ausrüstung

Wir setzen eine Vielzahl von Lasern für die Erzeugung kleinster Strukturen sowie in der mikrotechnischen Aufbau- und Verbindungstechnik ein.

  • Optec Micromaster (Excimerlaser, 193 nm, 10 W, 300 Hz, tp=5 ns)
  • TruLaser Cell 3010 (Nd:YAG-Scheibenlaser, 1064 nm, 1 kW, cw)
  • Haas-Vectormark (Nd:YAG-Laser, 1064 nm, 60 W, cw+50 kHz, tp=100 ns)
  • Rofin Tool Integral (Nd:YAG-Laser, 1064 nm, 120 W, 40 Hz, tp=0,3-20 ms)
  • GfH Trumicro 5025 (Yb:YAG-Laser, 1030 nm, 25 W, 600 kHz, tp=5 ps)
  • Newport QCW/CW40 (Diodenlaserbarren, 976 nm, 30 W, cw)
  • Rofin Starweld Universal (Nd:YAG-Laser, 1064 nm, 40 W, 40 Hz, tp=0,3-20 ms)
  • Ligthwave Qseries+Scanner (Nd:YAG-Laser, 532 nm, 18 W, 30 kHz, tp=15 ns)
  • Versalaser (CO2-Laser, 10,6 µm, 30 W, 1 kHz, tp=1 ms)
  • Femtolaser Scientific Pro (Ti:Saphir-Laser, 800 nm, 200 mW, 76 MHz, tp=10 fs)
  • Kimmon Electric UV-Laser (HeCd-Laser, 325 nm, 30 mW, cw)
Typische Anwendungsgebiete

  • Laserschweißen von Reformern und Mikroreaktoren,
  • Kunststoffschweißen zur Deckelung von Polymer-Chips,
  • Ablation und Trennen von Polymeren für Lab-on-a-Chip Anwendungen,
  • Formabtrag zur Erzeugung mikrofluidischer Strukturen,
  • Metallentschichtung zur Erzeugung von Leiterbahnen,
  • Mikrobohren von Polymeren, Metallen und Keramiken,
  • 3D-Nanostrukturierung mit 2-PA und Interferenzlithografie.

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Produktkategorie: Mikrofluidik

Exzellenz in der mikrofluidischen Systementwicklung für die Analytik

Der Einsatz der Mikrofluidik und der damit verbundenen Systemtechnologie zur Handhabung von  Flüssigkeitsmengen im Mikro- bis Pikoliterbereich, der sogenannten Lab-on-a-Chip-Technologie, führte zu wesentlichen Fortschritten in der Entwicklung von effizienten Analysemethoden und hat das Labor revolutioniert. Die Kombination von hohen Sensitivitäten und Auflösungsvermögen mit kürzeren Analysezeiten und hohen Durchsatzraten machen die Lab-on-a-Chip Technologie dabei für den Anwender interessant.

Als einer der Pioniere in diesem Feld entwickeln wir seit über 20 Jahren mikrofluidische Systeme sowie neue Analysemethoden für Analytik- und Life-Science-Applikationen. Dazu nutzen wir innovative physikalisch-chemische Methoden und implementieren automatisierte und optimierte Arbeitsabläufe. Unter einem vollintegrierten, mikrofluidischen Analysesystem verstehen wir die Kombination aus massenfertigungskompatiblen und mikrofluidischen Komponenten (oftmals Spritzgusskartuschen) sowie dem zugehörigen Betreibergerät für neue Labor- und vor Ort Anwendungen.

Ausgehend von Ihrem individuellen Bedarf entwickeln wir für Sie maßgeschneiderte und automatisierte Systemlösungen, die weit über den Stand der Technik hinausgehen. Unsere Technologien und unser Know-how eröffnen Ihnen eine Vielzahl von Vorteilen im Vergleich zu Standardanalysen und bieten Ihnen einen einzigartigen Zugang zur vollständigen Technologiekette. Durch die Kenntnis der zutreffenden Regularien (z. B. IVD-, CE-, Maschinenrichtlinie), die Verfügbarkeit der wesentlichen Fertigungsmethoden am Standort und von hervorragend ausgestatteten Anwendungslaboren (z. B. S1-Biolabor) ist sichergestellt, dass alle Aspekte der späteren Umsetzbarkeit zu jedem Zeitpunkt berücksichtigt werden.

Ihr Vorteil

  • Erhöhte Reproduzierbarkeit durch die Eliminierung von Anwendungsfehlern,
  • Vergrößerung des Durchsatzes durch schnellere Messungen bei reduziertem Reagenzienverbrauch,
  • Erschließung von bisher nicht durchführbaren Messungen (vor Ort oder inline),
  • integrierte Datenauswertung und -übermittlung.
Unsere Erfolgsfaktoren

  • Sorgfältige Analyse der Aufgabenstellung unter Berücksichtigung aller biologischen, chemischen und physikalischen Aspekte,
  • Übersetzung der Ergebnisse in einen „mikrofluidischen Schaltplan“ für die Kartusche, gegebenenfalls unter Einbeziehung eines Probennahme-Interfaces, einer integrierten Probenaufbereitung und der  Sensorik,
  • Auslegung des Systems unterstützt durch numerische Simulation und Konstruktion mittels 3D-CAD,
  • Einsatz massenfertigungstauglicher Methoden (Spritzguss, Laserschweißen, Pick-and-Place, Ultraschallschweißen, Lyophilisation von Reagenzien, usw.) zur Fertigung und zum Aufbau der mikrofluidischen Kartusche,
  • Entwicklung, Konstruktion und Fertigung eines dedizierten Gerätes einschließlich Elektronik und Software,
  • biologische, chemische und elektro-mechanische Validierung des Gesamtsystems unter Realbedingungen.
Typische Anwendungsgebiete

  • Automatisierte Labormesstechnik,
  • Prozess- / Qualitätskontrolle für industrielle Produktionsabläufe,
  • Life Science-Applikationen / Medizinische Diagnostik,
  • Lebensmittelsicherheit / Umweltüberwachung / Schutz vor biologischen Bedrohungen.

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Über uns

Firmenporträt

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führende Organisation für angewandte Forschung in Europa. Unter ihrem Dach arbeiten 72 Institute und Forschungseinrichtungen an Standorten in ganz Deutschland. Mit ihrer klaren Ausrichtung auf die angewandte Forschung und ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess Deutschlands und Europas. Die Forschungsfelder der Fraunhofer-Gesellschaft richten sich nach den Bedürfnissen der Menschen. Und deswegen hat die Arbeit unserer Forscher und Entwickler großen Einfluss auf das zukünftige Leben der Menschen. Wir sind kreativ, wir gestalten Technik, wir entwerfen Produkte, wir verbessern Verfahren, wir eröffnen neue Wege. Wir erfinden Zukunft.

Als Fraunhofer IMM arbeiten wir in den Bereichen Energie- und Chemietechnik sowie Analysesysteme und Sensorik. Unsere Wissenschaftler erbringen Transferleistungen von der wissenschaftlichen Idee hin zur Innovation. Dadurch ist es uns möglich, die Zuverlässigkeit und Wirksamkeit kompakter Stoff- und Energiewandlungssysteme sowie dezentraler, mobiler Energieversorgungseinheiten zu verbessern. Wir erhöhen die Prozesssicherheit und die Verfügbarkeit von Stoffen, Messdaten und Informationen für Produkt-, Produktions- und Analysefragestellungen, auch im diagnostischen Bereich. Wir verbessern die Zuverlässigkeit der Prozessüberwachung und steigern die Robustheit von Sensorik. Unsere Systemlösungen reichen in den Labor- und Pilotmaßstab und lassen sich geradlinig und konsequent in einen Produktionsmaßstab skalieren. Unser Anspruch ist ein professionelles, qualitätsbewusstes, wirtschaftliches und nachhaltiges Handeln auf Basis unserer Kompetenzen.

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