Ein Forschungsschwerpunkt am Lehrstuhl für Mikrosystemtechnik ist die Erzeugung kleinster Fluidvolumen. Hierbei wird angestrebt Volumina im Bereich von wenigen Nanolitern und kleiner sowohl als Einzelportion als auch in kontinuierlicher Folge reproduzierbar zu dosieren. Diese Dosiersysteme bilden eine wichtige Grundlage in verschiedenen Bereichen der Mikrofluidik. Die Anwendungsfelder reichen vom Dosieren in der chemischen Analyse bis hin zum Lab on a Chip.
Bei der Erzeugung kleinster Volumina werden unterschiedliche Methoden und Ideen eingesetzt und erforscht. Eine kontinuierliche oder einfache Portionierung definierbarer Flüssigkeitsmengen wird unter Anderem durch Ausnutzung mikrofluidischer Effekte, in speziellen Mikrokanalgeometrien auf polymeren Mikrofluidikchips erreicht. Es werden numerische Methoden der Simulation durch Experimente an einem mikrofluidischen Messstand ergänzt.
Die Bilder 1 bis 3 zeigen Ergebnisse numerischer Simulationen bei Verwendung spezieller Mikrokanalgeometrien und Randbedingungen zur Erzeugung kleinster Fluid-Volumen.
Im Bild 4 ist die zeitliche Folge einer 2D-Simulation und im Bild 5 das Ergebnis der Experimente zur kontinuierlichen Generation von Wassertropfen in Öl durch eine spezielle Mikrokanalgeometrie zu sehen.