Die Manipulation und Trennung von Mikro/Nano-Partikeln in Fluiden gewinnt in vielen Forschungsfeldern zunehmend an Bedeutung. In der Biomedizin ist z.B. die zuverlässige Trennung von gesunden und kranken Zellen in einem Blutstrom ein wichtiges Anliegen, für das es derzeit keine effiziente Technik gibt. Die Fortschritte im Bereich der Mikrotechnologie ermöglichen nun vielversprechende Verfahren, mit denen diese Aufgaben im Prinzip zuverlässig und effizient durchgeführt werden könnten, da die benötigten Kräfte sehr präzise eingestellt werden können. Besonders vielversprechend ist die Verwendung von Ultraschall, da diese Beeinflussungsmethode schonend und rückstandsfrei zur mechanischen Manipulation von Partikeln und Zellen eingesetzt werden kann. In diesem Forschungsprojekt wird systematisch untersucht, ob sich diese grundlegende Methode zur Manipulation und Trennung von Mikro/Nano-Partikeln nutzen lässt, um unter realistischen Bedingungen (hoher Durchsatz, große Viskosität, deformierbare und nicht kugelförmige Partikel) die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden neu entwickelte volumetrisch arbeitende PTV Messtechniken zusammen mit numerischen Simulationswerkzeugen eingesetzt.
 
Partner: Penn State University, USA
 
 
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft
 
Veröffentlichungen:
  • Muller PB, Rossi M, Marin A, Barnkob R, Augustsson P, Laurell T, Kaehler CJ, Bruus H (2013) Ultrasound-induced acoustophoretic motion of microparticles in three dimensions. Physical Review E 88:023006
  • Nama N, Barnkob R, Mao Z, Kähler CJ, Costanzo F, Huang TJ (2015) Numerical study of acoustophoretic motion of particles in a PDMS microchannel driven by surface acoustic waves. Lab on a Chip 15:2700-2709
  • Barnkob R, Kähler CJ, Rossi M (2015) General defocusing particle tracking. Lab on a Chip 15:3556-3560
  • Barnkob R, Nama N, Ren L, Huang TJ, Costanzo F, Kähler CJ (2018) Acoustically Driven Fluid and Particle Motion in Confined and Leaky Systems. Physical Review Applied 9:014027