Projektdaten

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Fluidische Montage mikroskopischer Elemente - Ein hybrider Ansatz, der neue Methoden des deterministischen Baugruppentransports und der statistischen, oberflächenspannungsgetriebenen Selbstanordnung er-forscht - Grundlagen, Prozesskinetik und Skalierungsgesetze

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Hintergrund und Motivation: Methoden des „Pick&Place“ und „Drahtbonden“ haben Skalierungsgrenzen erreicht welche ein effizientes Anordnen und Verbinden von mikroskopisch kleinen Objekten verhindert. Dem gegenüber produziert die Natur Strukturen durch parallele Selbstorganisation. Inspiriert durch diese Prozesse wurden im Fachgebiet in Vorgängerprojekten Selbstassemblierungs-Strategien entwickelt, um Bauelemente in großen Stückzahlen mit überraschend hoher Ausbeute, Durchsatz und Präzision zu montieren. Eine Montage heterogener Systeme, die eine Vielzahl unterschiedlicher Bauteile enthalten ist allerdings bisher nicht möglich. Die aktuellen Erkenntnisse legen nahe, dass „reine Selbstassemblierungs“-Lösungen nicht in der Lage sein werden, Systeme mit hoher Heterogenität zu montieren. Ziele: Im Hinblick auf die bestehenden Heterogenitätseinschränkungen schlagen wir ein neuer Ansatz verfolgt. Konzeptionell sollen deterministische „Transport Methoden“ und statistischen „durch Oberflächenspannung Getriebene Anordnung und Kontaktierungsmethoden“ erforscht und vereint werden. Das Projekt hat zwei Teilprojekte. In diesem Teilprojekt geht es um ein Zusammenfügen von unterschiedlichen Baugruppen die nach Formschluss weg transportiert werden. Seitens der Grundlagenforschung wird der Vorgang des Selbstmontageprozesses eines einzigen Bauteils untersuchen, um die designspezifische Kinetik des Einfangmechanismus zu beobachten und zu verstehen. Es sollte eine Korrelation zwischen der Montagekinetik mikroskopischer Objekte und ihrer Energielandschaft auch bei dreidimensionalen topologischen Führungen und Formausschlüssen in beiden Teilprojekten hergeleitet werden.