Silizium-Membrantechnologie

Kleinste Strukturen für Detektion & Analytik von Mikro-/Nanopartikeln#

Das Fraunhofer ISIT hat eine Siliziummembrantechnologie entwickelt, um Filter für eine Vielzahl von Materialanalysen zu erstellen. Die Technologie bietet eine polymerfreie Realisierung von Filterstrukturen für die Analyse von Mikro- und Nanopartikeln. Die Filterstrukturen ermöglichen die Partikelvisualisierung, Größenbestimmung und Identifikation. Unterschiedliche Oberflächenbeschichtungen können eingesetzt werden, um eine geringe spektroskopische Interferenz zu erreichen. Zahlreiche Porendurchmesser können für unterschiedliche Filtrationsbereiche realisiert werden.

Die Silizium-Membrantechnologie bietet alle Design-Dimensionen von Filterstrukturen mit den Vorteilen von diversen Oberflächen wie Aluminiumoxid und Goldbeschichtung. Unsere Silizium-Membranen verfügen im Gegensatz zu Polycarbonat- oder Glasmikrofaserfiltern über eine homogene Filterfläche.

Beispiele für Anwendungen sind: Mikro-/Nanoplastik-Detektion, Gas- und Flüssigkeitsfiltration, Diagnostik und optische Filter.

Maßgeschneiderte poröse Silizium-Membranen#

Ziele & Herausforderungen

  • Filtermembranstrukturen, die eine Öffnung im Nanometerbereich erreichen
  • Ultraflache Oberflächen mit höchster Druckbeständigkeit
  • Zahlreiche Freiheitsgrade in Geometrie und Abmessungen

Entwicklung & Produktion

  • Design der makroporösen Silizium-Membranen
  • Anpassbare, regelmäßig verteilte Porenöffnungen (Nanometerskala)
  • Integriertes System, das eine Orientierung an der Filtrationsfläche ermöglicht 
  • Oberflächenbehandlung zum Erreichen eines höheren Kontrastniveaus
  • Pilotproduktion durch elektrochemisches Ätzen
  • Aluminium- und Goldbeschichtungen   

Errungenschaften

  • Filtermembranstrukturen bis zu 200 nm Öffnung 
  • Ultra-flache 2 µm Oberflächen 
  • Präzise regelmäßig verteilte Poren mit integriertem Orientierungssystem

Einzigartige Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Membrantechnologie#

© Fraunhofer ISIT / photocompany itzehoe

Technische Spezifikationen

  • Porengröße: ab 200 nm
  • Membrandicke: 2 µm 
  • Beschichtungsmaterialien: Al, Au
  • Filterdurchmesser: 25 mm (Filtrationsfläche 10 mm)

Anwendungsmöglichkeiten

  • Filtration gegen Verunreinigungen (Mikro-/Nanoplastik, Viren, etc.)
  • Gas- und Flüssigkeitsfiltration 
  • Lab-on-Chip-Diagnostik

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