Hochpermeabler, schaltbarer Filter zur Form- und Eigenschaftssortierung dispergierter Submikropartikel (SPP 2045)
Die Sortierung von suspendierten Nano- und Submikropartikeln nach Leitf?higkeit und Form mit industriell relevanten Durchs?tzen ist eine Herausforderung in Technologiefeldern, die von der Aufbereitung wertstoffhaltiger Schl?mme bis zu innovativen Halbleitern reichen. In diesem Projekt erfolgt eine Sortierung durch selektiv wirkende Feldkr?fte elektrischer Wechselfelder einer elektrodenlosen dielektrophoretischen (ELD) Filterung.
ELD Filter für die Ermittlung der Grundlagenzusammenh?nge, vereinfacht durch Mikros?ulenfelder als ma?geschneiderte, orthogonal zur Str?mungsrichtung orientierte Feldst?rer. Partikel kleiner als 1 μm werden in den Gradientenmaxima an diesen Feldst?rern reversibel gefangen und k?nnen durch Remobilisierung wieder freigegeben werden. Abscheidung und Remobilisierung werden durch die Frequenz f gesteuert.
Die Mehrdimensionalit?t der Sortierung von Partikeln kleiner 1 ?m soll dadurch erreicht werden, dass sowohl die Abscheidung als auch die anschlie?ende Remobilisierung der Partikel im Filter separat mittels Feldfrequenz und Feldst?rke auf die gewünschten Partikeleigenschaften einstellbar sind. Dieser Mechanismus des ELD-Filters basiert auf der von den Eigenschaften des Partikels und der umgebenden Suspension abh?ngigen Polarisierung der Zielpartikel. In Kombination mit von dielektrischen Feldst?rern induzierten Inhomogenit?ten des elektrischen Feldes resultieren dielektrophoretische Kr?fte, die selektiv Partikel aus der Suspension zurückhalten. Perspektivisch k?nnen Glasfaser-Membranen die Funktion der Feldst?rer übernehmen. In diesem Projekt n?hern wir uns dem schaltbaren, sortierenden Filter durch geometrisch definierte, von elektrischen Wechselfeldern überlagerte, mikrofluidische S?ulenfelder. Durch experimentelle Untersuchungen mit diesem Aufbau erwarten wir zu verstehen, wie gut sich die Trennsch?rfe hinsichtlich Leitf?higkeit und Geometrie der Partikel aus dem Rückhalt sortenreiner Partikel vorhersagen l?sst. Ferner wollen wir untersuchen, ob sich auch bei Partikeln kleiner 100 nm hohe Trenngrade erreichen lassen. Das neu gewonnene Prozessverst?ndnis soll es erm?glichen, den Einfluss von Geometrie- und Prozessparametern für eine sp?tere Hochskalierung zu erkennen. Das Projekt ist eingegliedert in das DFG-Schwerpunktprogramm Nr. 2045 ?MehrDimPart - Hochspezifische 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育dimensionale Fraktionierung von technischen Feinstpartikelsystemen“.
Publikationen aus dem Projekt
L. Weirauch et al. (2022). Separation and Purification Technology, 300, 121792. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.121792
J. Giesler et al. (2021). Scientific Reports 11(1), 16861. https://doi.org/10.1038/s41598-021-95404-w
J. Giesler et al. (2020). Micromachines 11(1), 38. https://doi.org/10.3390/mi11010038
L. Weirauch et al. (2019). Biomicrofluidics 13(6), 064112. https://doi.org/10.1063/1.5124110.
G.R. Pesch et al. (2018). Sci Rep 8, http://doi.org/10.1038/s41598-018-28735-w.
Andere relevante Publikationen
G.R. Pesch et al. (2014). Sep Purif Technol. 132, https://doi.org/10.1016/j.seppur.2014.06.028.
G.R. Pesch et al. (2016). Electorphoresis 37, https://doi.org/10.1002/elps.201500313.
G.R. Pesch et al. (2017). J Chrom A 1483, https://doi.org/10.1016/j.chroma.2016.12.074.
Georg Peschs Doktorarbeit
Kontakt:
Weirauch, Laura, M. Sc.
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