German Dutch English French Italian Japanese Portuguese Russian Spanish
Logo 2014
  • Stellenangebote

    Finden Sie passende Jobs und neue Herausforderungen in der Entwicklung in unserer Stellenbörse

    Weiterlesen
  • Messespecial zur EMO

    Die Welt der Metallbearbeitung trifft sich im September wieder in Hannover: Wir geben einen Vorgeschmack.

    Weiterlesen
  • Veranstaltungskalender

    Berufliche Fortbildung ist wichtig: Hier finden Sie Themen und Termine für Entwickler

    Weiterlesen
  • 1
Montag, August 21, 2017
top ten
konfiguratoren
Fachgebiete Icon Special Icon Messen Icon Interview Icon Webcasts Icon
Literatur Icon News Icon Karriere Icon Veranstaltungen Icon Newsletter Icon

Aktuelles aus der Mikrosystemtechnik

Miniaturisierung, Nano, Ultraschall, Mikro, Photonik, Sensorik, Halbleiter, Chip, Elektronik, Reinraum

Aus den Specials

  • Toolcraft unterstützt Hyperloop 2.0 Projekt der Warr e.V. an der TU München

    toolkraft0317 Die Idee des „Hyperloops“ stammt von Elon Musk, der nicht nur Paypal verwirklicht, sondern auch namhafte Firmen wie Tesla oder SpaceX gegründet hat. Jetzt geht der Traum vom schnellen Reisen in die nächste Runde: Dabei sollen Menschen in einer Kapsel mit Schallgeschwindigkeit (1200 km/h) in einer Vakuumröhre an ihr Ziel Weiterlesen
  • Würth Elektronik und Fela forschen gemeinsam an neuer Technologie

    wuerth0317 Trotz der der positiven Umsatzzuwächse innerhalb der Leiterplattenbranche ist davon auszugehen, dass die Konsolidierung noch nicht abgeschlossen ist. Leiterplattenhersteller müssen sich dem enormen Preisdruck asiatischer Hersteller, den steigenden Herstellungskosten in Europa und dem angespannten globalen Wettbewerbsumfeld stellen. Seit Anfang des Jahres vereint daher Würth Elektronik und Fela eine Entwicklungskooperation zur Weiterlesen
  • Dünnringlager in künstlichem Kniegelenk und E-Bike mit Automatikgetriebe

    rodriguez0217 Dünnringlager von Rodriguez erreichen trotz Miniaturisierung eine vergleichbare Leistungsfähigkeit und Lebensdauer wie normale Wälzlager. So lässt sich mit ihnen die Getriebeeinheit im Kniegelenk eines Exoskelettes ohne komplizierte und platzraubende Hilfskonstruktionen lagern. Zudem kommen sie in einem Fahrrad mit Automatikgetriebe zum Einsatz. Weiterlesen
  • Positronen als neues Werkzeug für die Forschung an Lithiumionen-Batterien

    TUM0117 Forschungsbericht

    Akkus, deren Kathode aus einer Mischung aus Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium besteht, gelten derzeit als die leistungsfähigsten. Doch auch sie haben eine begrenzte Lebensdauer. Schon beim ersten Zyklus verlieren sie bis zu 10 % ihrer Kapazität. Woran das liegt und was gegen den darauffolgenden schleichenden Kapazitätsverlust unternommen werden kann, Weiterlesen

  • Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

    nanoscribe0117 Forschungsbericht

    Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der Universität Stuttgart haben nun im 3D-Druck Sensoren hergestellt, die das Adlerauge auf kleiner Fläche nachbilden und das mit neuester 3D-Druck-Technologie von Nanoscribe realisieren.

    Weiterlesen
  • Prüfsystem für zukunftsweisende Composites-Forschung

    zwick10416 Im vergangenen Jahrzehnt hat sich die Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der TU Chemnitz zu einer der führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet des Leichtbaus entwickelt. Um den steigenden Prüfbedarf in immer neuen Anwendungsfeldern für Composites-Materialien decken zu können, hat sich die Professur SLK für ein fortschrittliches Prüfsystem von Zwick Roell Weiterlesen
  • Li-Fi statt WLAN: High-speed mit Datenempfangsgarantie

    fraunhofer0416 Electronica Halle 4, Stand 113
    SPS IPC Drives Halle 2, Stand 500

    Li-Fi-Technologie, also die Nutzung von Licht zum Austausch sehr großer Datenmengen, könnte schon bald etablierte kabelgebundene oder funkbasierte drahtlose Übertragungstechniken in hoch automatisierten Produktionsumgebungen ergänzen oder sogar ablösen. Davon sind Entwickler am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in
    Weiterlesen
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7

fraunhofer10512Achema Halle 9.2, Stand D64

Je größer das Reaktionsgefäß, desto schneller lassen sich Produkte herstellen? Wie falsch man damit liegt, zeigen Mikroreaktoren: In ihnen lassen sich beispielsweise explosive Stoffe wie Nitroglycerin etwa zehnmal schneller und zudem viel sicherer fertigen als auf herkömmliche Art. Fraunhofer Forscher zeigen Mikroreaktoren, die sie für unterschiedliche chemische Prozesse einsetzen.



Sollen Tunnel in einen Berg getrieben werden, greifen die Arbeiter zu Sprengstoffen: Der 15 km lange Gotthardtunnel beispielsweise wurde mit Sprenggelatine »gebaut«, die zu einem großen Teil aus Nitroglycerin – besser bekannt als Dynamit – besteht. Bei der Herstellung der Sprengstoffe ist äußerste Vorsicht geboten, schließlich sollen sie ihre Sprengleistung nicht im Labor entfalten. Da bei ihrer Produktion Wärme entsteht, muss es langsam gehen: Tropfen für Tropfen fließen die Reaktionspartner in die Rührkessel, in denen sich die Ausgangssubstanz befindet. Denn erwärmt sich das Gemisch zu stark, kann es zu Explosionen kommen. Es darf daher nicht mehr Wärme entstehen, als abgeführt werden kann.

Sicherer zum Sprengstoff

Eine Methode, das Nitroglycerin sicherer zu fertigen, haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal entwickelt: einen für diese Reaktion maßgeschneiderten Mikroreaktor-Prozess. Der Grund für die bessere Sicherheit liegt in den winzigen Mengen. Denn sind die Mengen kleiner, entsteht auch weniger Wärme. Zudem ist die Oberfläche im Verhältnis zum Volumen sehr groß – das System lässt sich daher sehr gut kühlen.

Ein weiterer Vorteil: Der kleine Reaktor stellt den explosiven Stoff um ein Vielfaches schneller her als man es in Rührkesseln könnte. Denn im Gegensatz zum Rührkessel, der gefüllt wird und in dem dann langsam die Reaktion abläuft, arbeitet der Mikroreaktor kontinuierlich: Durch kleine Kanäle fließen »am laufenden Band« die Ausgangsstoffe in die Reaktionskammer, wo sie einige Sekunden lang miteinander reagieren, und dann durch weitere Kanäle in einen zweiten Mikroreaktor strömen. Dort werden sie aufbereitet bzw. gereinigt. Denn das entstandene Produkt enthält noch Verunreinigungen, die aus Sicherheitsgründen entfernt werden müssen. Die Reinigung im Mikroreaktor funktioniert einwandfrei: Das hergestellte Produkt entspricht den Pharmaspezifikationen und kann in abgewandelter Form sogar in Nitrokapseln für Herzkranke verwendet werden. »Es ist bisher einmalig, dass Mikroreaktoren in einem Prozess sowohl für die Synthese eines Stoffes als auch für seine anschließende Aufarbeitung eingesetzt werden«, sagt Dr. Stefan Löbbecke, stellvertretender Hauptabteilungsleiter am ICT. Der Mikroreaktorprozess wird bereits erfolgreich in der Industrie angewendet.

Anpassung an gewünschte Reaktion

Bei der Entwicklung eines Mikroreaktors passen die Forscher die Reaktoren jeweils an die gewünschte Reaktion an: Wie groß dürfen die Kanäle sein, damit die Wärme noch gut abgeführt werden kann? Wo müssen die Forscher Hindernisse in die Kanäle bauen, um die Flüssigkeiten gut zu durchmischen und die Reaktion gut ablaufen zu lassen? Ein weiterer wichtiger Parameter ist die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeiten durch die Kanäle strömen: Sie müssen zum einen genügend Zeit haben, um miteinander zu reagieren, andererseits soll die Reaktion beendet werden, sobald sich das Produkt gebildet hat. Sonst können zu viele unerwünschte Nebenprodukte entstehen.

Weniger Fehlstellen in Polymeren für OLED

Auch wenn sich Mikroreaktoren für explosive Stoffe anbieten, ist ihr Anwendungsbereich damit keineswegs erschöpft: Die Forscher am ICT stellen Reaktoren für alle erdenklichen chemischen Reaktionen her – jeweils maßgeschneidert für die entsprechende Reaktion. Ein weiteres der zahlreichen Beispiele ist ein Mikroreaktor, der Polymere für OLED herstellt. OLED sind organische Leuchtdioden, die vor allem für Displays und Bildschirme verwendet werden. Die Polymere, aus denen sie bestehen, leuchten farbig. Bei ihrer Herstellung, ihrer Synthese, entstehen jedoch leicht Fehlstellen, die den Polymeren einen Teil ihrer Leuchtkraft nehmen. »Über eine genaue Prozessführung können wir die Zahl dieser Fehlstellen minimieren«, sagt Löbbecke. Dazu haben die Forscher die Reaktion zunächst ganz genau analysiert: Wann bilden sich die Fehlstellen aus? Wie schnell muss der Prozess laufen? »Viele Reaktionsvorschriften, die man von den großen Prozessen, den sogenannten Batch-Prozessen, kennt, werden unnötig. Die Ausgangsstoffe brauchen oftmals nicht stundenlang zu kochen, stattdessen reichen ein paar Sekunden«, weiß der Forscher. Denn durch das lange Kochen können sich die Produkte wieder zersetzen oder ungewünschte Nebenprodukte bilden.

Laufende Reaktion in Echtzeit

Um einen Mikroreaktor für eine neue Reaktion zu entwickeln und zu optimieren, sehen die Forscher sich die laufende Reaktion in Echtzeit an, sie schauen quasi in den Reaktor hinein. Hilfsmittel sind verschiedene Analyse-Verfahren: Einige, beispielsweise spektroskopische Verfahren, verraten ihnen, welche Stoffe im Mikroreaktor entstehen. Damit erfahren sie auch, wie sie die Ausbeute des gewünschten Produktes gezielt erhöhen können und Nebenprodukte nach Möglichkeit gar nicht erst entstehen lassen. Andere Verfahren wie die Kalorimetrie geben den Wissenschaftlern Informationen über die Wärme, die sich bei der Reaktion entwickelt. Diese Messmethode verrät ihnen, wie schnell und vollständig die Reaktion abläuft. Sie gibt auch Hinweise darauf, wie die Prozessbedingungen gewählt werden müssen, um die Reaktion auf sichere Art ablaufen zu lassen.


weiterer Beitrag des Herstellers         Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Aktuelle Messespecials

Fachmessen im Überblick

Messekalender

Mo Di Mi Do Fr Sa So
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Nächste Veranstaltungstermine

Mi Sep 06 Kompakt Forum: Netzwerktechnik CC-Link IE Field Veranstalter: Mitsubishi Electric
Do Sep 07 Kompakt Forum: Programmierbare Automatisierungslösungen Veranstalter: Mitsubishi Electric
Do Sep 07 @09:00 Sicherheitstechnik in der Fluidik Veranstalter: Schmersal
Di Sep 12 @09:00 Risikobeurteilung gemäß Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Veranstalter: Schmersal
Di Sep 12 @09:30 Funk als Trendthema in der Intralogistik und Industrie – Roadshow Veranstalter: Steute
Di Sep 12 @11:00 Infrarot Workshop Veranstalter: Optris und Roth