Offene Themen (Stand: 25. Mai 2018)
Dies ist nur eine Auswahl der aktuell offenen Themen. Weitere können am Institut oder bei den genannten Mitarbeitern von IFM oder Hahn-Schickard Stuttgart nachgefragt werden.
Des Weiteren ist die Art der Arbeit offen, d.h. je nach Anforderung kann ein Thema als Master-, Bachelor- oder Studienarbeit bearbeitet bzw. auf Sie zugeschnitten werden.
1. Teil der Arbeit
Droplet Interfaces stellen in der heutigen Zeit ein sehr umfangreiches Hilfsmittel zur Untersuchung biologischer und biophysikalischer Fragestellungen von künstlichen Membranen und darin inkorporierten Proteinen dar.
Droplets sind Wassertröpfchen im Volumenbereich von einigen wenigen Nanolitern welches sehr kleine Dimensionen impliziert (d < 700µm). Zur Observation benötigt man daher ein Mikroskop. Eine wichtige Anforderung für Untersuchungen von Membranproteinen ist die separate elektrische Ansteuerbarkeit jedes einzelnen Droplets innerhalb eines zu untersuchenden Arrays von Droplets.
Eine Aufgabe in diesem, im Rahmen einer Kooperation mit dem Institut für Biophysik ausgeschriebenen Projektes, ist das Konstruieren und die Erprobung eines Behältnisses für das Positionieren und Ansteuern von Nanodroplets in öligen Lösungen. Ein durch Beschichtung erzeugtes Gerüst auf einem Mikroskoplicht- durchlässigen Trägermaterial (Glas oder PMMA) soll dabei die fokusrelevante Grund-struktur der Vorrichtung sein. Die Kammer muss des Weiteren so ausgelegt sein, dass sie für Flüssigkeiten undurchlässig ist. Die elektrische Ansteuerbarkeit der Droplets, wie auch eine Verrutschsicherheit dieser, sind ein weiter wichtiger planungstechnischer Aspekt dieses ersten, konstruktiven Teilbereiches der Arbeit.
2. Teil der Arbeit
Die Erprobung der Vorrichtung unter anwendungs-/ forschungsnahen Bedingungen unter mikroskopischer Überwachung, am Institut für Biophysik, sollen den gestalterischen und praktischen Aufbau dieser Vorrichtung verifizieren. Als Letztes, ist eine Lösung bevorzugt, welche eine einfache und wirtschaftliche Reproduzierbarkeit der Kammer ermöglicht.
Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Daniel Juric
Tel.: 0711 685-82993
E-Mail: Daniel.Juric@Hahn-Schickard.de
Aufgabenstellung
Optische Sensoren stellen ein interessantes Anwendungsfeld dar. Insbesondere dann, wenn diese mit Hilfe technischer, polymerer Optiken und der Verarbeitung von Nacktchips in hybriden Technologien (Si, GaAs) miniaturisiert werden, mit Hilfe von 3D-Substraten räumliche Anordnungen geschaffen und die optischen Sensoren kostengünstig umgesetzt werden können.
Durch den Einsatz optischer Aufbau- und Verbindungstechnik lassen sich solche Sensoren so herstellen, dass eine Justage entfallen kann. Das heißt, dass die initiale Genauigkeit des Sensors bei dessen Aufbau durch hochgenaue Bestückung erfolgt. Hierfür können bspw. "Passive oder Active Alignment" zum Einsatz kommen. Durch den Einsatz von Nacktchip-Komponenten kann eine Miniaturisierung erfolgen.
Um das bestehende Anwendungsfeld optischer Sensoren bei Hahn-Schickard über die bestehenden Anwendung hinaus zu erweitern, sollen im Rahmen dieser Arbeit optisch besonders gut messbare physikalische Größen recherchiert und derart bewertet werden, dass anschließend eine vielversprechende Messgröße und ein möglicherweise dafür existierender Sensor ausgewählt und eine miniaturisierte, kostengünstigere Version konzipiert werden kann. Dazu ist es erforderlich insbesondere die Preistreiber der Sensoren für diese Messgröße wie bspw. Komponenten oder Justage zu identifizieren.
Schließlich soll für die ausgewählte Messgröße ein Sensor mit Hilfe der bei Hahn-Schickard verfügbaren Aufbau- und Verbindungstechnologien konzipiert werden.
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. André Bülau
Tel.: 0711 685-83708
E-Mail: Andre.Buelau@Hahn-Schickard.de
Aufgabenstellung
Hahn-Schickard entwickelt seit vielen Jahren kapazitive Neigungssensoren auf der Basis dielektrischer Fluide.
Darüber hinaus gibt es jedoch andere interessante Ansätze hochgenaue Neigungssensoren zu realisieren.
Im Rahmen dieser Arbeit, soll ein einachsiger Neigungssensor auf der Basis eines archimedisch aufgehängten Pendels, dessen Winkelabhängigkeit kapazitiv erfasst wird, untersucht werden.
Dazu soll zunächst das Pendel simulationsgestützt (FEM) ausgelegt werden. Mit dem so optimierten Pendel sollen anschließend die Sensorzelle und deren Komponenten ausgelegt werden, um die Grundkapazität und die zu erwartenden Kapazitätsänderungen abschätzen zu können.
Anschließend soll das ausgelegte Sensorelement mit seinen Komponenten konstruktiv umgesetzt werden (CAD). Dabei sollen Fragestellungen, wie die mechanische Aufnahme und elektrische Ankontaktierung gelöst werden.
Schließlich soll der Neigungssensor aufgebaut und charakterisiert werden, um die Performance des Sensors abschätzen zu können. Ziel ist es, die Performance eines solchen Sensors mit den bestehenden, fluidisch-kapazitiven Sensoren vergleichen zu können.
Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. André Bülau
Tel.: 0711 685-83708
E-Mail: Andre.Buelau@Hahn-Schickard.de