Neues Modell für mikromechanische Sensoren

TU-Wien-Forscher Ulrich Schmid (links) mit einem Kollegen (Foto: tuwien.ac.at)

Wien (pte022/17.01.2022/13:30) - Forscher der Technischen Universität Wien (TU Wien) http://tuwien.ac.at haben eine neue Berechnungsmethode zur Erfassung der Eigenschaften von Flüssigkeiten oder Gasen mittels schwingender Plättchen entwickelt. Das ermöglicht winzige Sensoren zur exakten Messung.

Ölbeschaffenheit überwachen

Das Schwingungsverhalten der Mikrostrukturen hängt ganz wesentlich von zwei Faktoren ab, betonen die Experten aus Wien: erstens von ihrer Geometrie und zweitens von ihrer Umgebung. Befinde sich die Mikrostruktur etwa in einer zähen Flüssigkeit, dann werde die Schwingung gedämpft und die Schwingungsfrequenz verändert sich.

"Auf diese Weise kann man Veränderungen der Umgebung sehr schnell detektieren. So könnte man zum Beispiel durch einen mikroelektromechanischen Sensor in einem Ölbehälter überwachen, ob das Öl noch immer die passende Viskosität hat oder ob es durch Alterung seine Eigenschaften verändert hat und ausgetauscht werden muss", so TU-Wien-Forscher Ulrich Schmid.

Einsatz in biologischen Proben

Das neue Modell der Wiener ermöglicht die Analyse von Mikrostrukturen unterschiedlicher Form und Größe, mit unterschiedlich starken Dämpfungen. So lässt sich vorhersagen, welche Strukturen für welchen Anwendungsfall am vielversprechendsten sind. Experimente zeigen: Das neue Rechenmodell stimmt mit den gemessenen Daten überein.

Wichtig sind diese Erkenntnisse nicht nur für die Herstellung von Sensoren, sondern auch für die Rasterkraftmikroskopie: Dort wird die Schwingung extrem feiner Nadeln gemessen, um Information über eine Oberfläche zu erhalten, die Punkt für Punkt abgebildet werden soll. Das neue Modell soll nun auch helfen, neue Sensoren für die Rasterkraftmikroskopie zu entwickeln, insbesondere für die Untersuchung von biologischen Proben in Flüssigkeiten.

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