Entwicklung eines Miniaturventils mit integrierter Sensorik für die Life Sciences

  • Type:Masterarbeit
  • Supervisor:

    Dr. H. Ossmer, M.Sc. B. Moradi (memetis GmbH)
    Prof. Kohl (IMT, KIT)

Ort: memetis GmbH, Gablonzerstraße 27, 76185 Karlsruhe und KIT (Institut für Mikrostrukturtechnik)
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Hinnerk Oßmer (hinnerk ossmer does-not-exist.memetis com; +49 721 47000240)

Beschreibung

Auf dem Gebiet der Life Sciences (z.B. Impfstoffentwicklung, DNA / Peptid-Forschung, Zell-Kulturen, Organ-Chips und tragbare medizinische Geräte) werden zunehmend Komponenten zur aktiven Steuerung von Flüssigkeiten verbaut und damit völlig neue Geräte und Anwendungen ermöglicht. Als Ausgründung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat sich die memetis GmbH auf die Entwicklung von Ventilen und Komponenten zum Fluid Handling spezialisiert, die sich aufgrund ihrer kompakten Größe, Lautlosigkeit und ihres geringen Energieverbrauchs besonders für den Bereich der Life Sciences eignen. Möglich wird dies durch die Verwendung neuartiger Aktoren aus Formgedächtnislegierungen (FGL).

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein intelligentes Ventil entwickelt werden, das durch integrierte Sensorik genau auf eine Zielgröße – z.B. einen Durchfluss – eingestellt werden kann. Als Ausgangspunkt dient dabei ein von memetis entwickeltes normal-geschlossenes Miniaturventil. Ziel ist der Aufbau eines Prototyps sowie dessen Charakterisierung unter anwendungsnahen Bedingungen.

Als Tech-Startup mit einem jungen, interdisziplinären Team bietet memetis neben der fachlichen Unterstützung auch eine eigene Werkstatt mit Prototyping-Infrastruktur (CNC-Fräsen, 3D-Drucker, Zugprüfmaschine, fluidische Sensorik).

Die Arbeit umfasst folgende Aufgaben:

  • Marktscreening und Erhebung der geforderten Spezifikationen (Lastenheft)
  • Recherche nach geeigneten Sensoren
  • Gegenüberstellung und Auswahl eines Sensors
  • Materialauswahl und Auslegung der fluidischen Verschaltung
  • Materialcharakterisierung (Formgedächtnis-Aktor)
  • Simulation von Spülbarkeit und Strömungsverhalten (nach persönlichen Kenntnissen)
  • Auslegung einer elektronischen Steuereinheit (nach persönlichen Kenntnissen)
  • Konstruktion, Fertigung und Aufbau eines Prototyps
  • Funktionsdemonstration anhand einer realen Anwendung aus dem Bereich Life Sciences

Dauer: 6 Monate