Auszeichnungen

Wir sind stolz darauf, dass einige unserer von der Industrie freigegebenen Resultate und Bauteile sowie mehrere Diplomarbeiten Auszeichnungen und Ehrungen erhalten haben. Dies bestärkt uns darin, auf hohem Niveau zu arbeiten und innovative Resultate zu erzielen.

  • Lista/Tebo Anerkennungspreis 2009
  • Lista Innovationspreis 2008
  • Lista Innovationspreis 2007
  • Swiss Technology Award 2006
  • Lista Innovationspreis 2005
  • Swiss Technology Award 2005
  • Lista Innovationspreis 2004
  • Swiss Technology Award 2004
  • Swiss Technology Award 2003

Nicht invasive Vitalzeichenerfassung mittels Pflaster und drahtloser Datenübertragung an ein elektronisches Dokumentationssystem

Das Erfassen und Überwachen lebenswichtiger Parameter eines Patienten im Krankenhaus oder in Pflegeheimen ist zentral, bedeutet für das medizinische Personal jedoch einen hohen Arbeitsaufwand. Damit ein Patient nicht mehr zwingend ans Spitalbett gefesselt ist, die wichtigsten Werte trotzdem aufgezeichnet werden, wurde von denDiplomanden ein Sensorpflaster mit drahtloser Datenübertragung entwickelt.

Das in dieser Arbeit entwickelte Funktionsmuster ermöglicht die nicht-invasive Erfassung der Vitalparameter Elektrokardiogramm (EKG), Pulsfrequenz, Temperatur und Sauerstoffsättigung (SpO2). Die Einbettung der Elektronik in ein Hydrokolloid-Pflaster verspricht eine einfache Handhabung für das medizinische Personal und ein angenehmes Tragegefühl für den Patienten. Die Mobilität des Patienten wird durch die drahtlose Datenübertragung mittels ZigBee gewährleistet. Die Darstellung der Messdaten in einer grafischen Benutzeroberfläche rundet das System ab.

Mit einer Kostenabschätzung konnte gezeigt werden, dass die Produktion einer solchen mobilen Messeinheit in einem finanziell interessanten Rahmen möglich ist. Das System kann somit technisch und finanziell realisiert werden.

Chip Based Nanocalorimetry

Die Wirkstoffforschung erfolgt in der pharmazeutischen Industrie meist in Form von Reaktionen im flüssigen Medium ("assay"). Mittels automatischer Pipettierung oder durch Erzeugen von kontinuierlichen Reaktionen in mikrofluidischen Systemen werden Wirkstoffe gemischt und deren Interaktion untersucht. Für die Medikamententwicklung stehen Substanzbibliotheken mit weit über 1 Million Substanzen, Enzyme wie auch Proteine zur Verfügung. Es sind also viele Reaktionen nötig, um ein geeignetes Medikament zu finden. Um die hohen Forschungskosten in der Medikamententwicklung zu reduzieren,versucht man mit kleinen Mengen von diesen kostbaren Substanzen zu arbeiten. In der konventionellen Analysemethode (Screening) werden heute meist Fluofore, so genannte "Labels", an Moleküle gebunden, um eine Bindung zur gesuchten Substanz optisch messbar zu machen. Durch den Einsatz der Labels wird aber auch oft die molekulare Struktur beeinflusst, was einen negativen Einfluss auf das Verhalten der chemischen Reaktion haben kann. Es werden deshalb Systeme und Methoden gesucht, die eine Label-freie Analyse ermöglichen. Die hier vorgestellten Nanokalorimeter bieten beides: äusserst kleine Volumina und eine Label-freie Methode.

Chip Based Titration Unit

Die in dieser Diplomarbeit mittels mikrosystemtechnischen Prozessen realisierte
Titrationseinheit bringt eine signifikante Reduktion des Totvolumens gegenüber aktuellen Lösungen und dadurch direkte Kostenersparnisse, da die Testreagenzien in vielen Fällen nur beschränkt vorhanden und sehr teuer sind. Man erhofft sich einen erhöhten Durchsatz, da aufgrund der kleinen Probenmengen, die Reaktion schneller abläuft.

Das hier entwickelte Mikrofluidiksystem umfasst Ventile, eine peristaltische Pumpe, Flusssensoren, einen Heiz- und Kühlkreislauf und eine Mischstrecke mit Beobachtungsfenster, alles integriert in einem Chip.

Der hergestellte Chip zeichnet sich im Vergleich zu früheren Arbeiten durch
die Integration von lokal begrenzten, 20 μm dicken Silikonmembranventilen und
passivierten Anemometern aus. Erst die Entwicklung von lokalisierten
Membranen macht die Verwendung der Anemometer auf dem gleichen Chip möglich. Die Passivierungsschicht für die Anemometer ist notwendig, damit eine
Funktion in wässrigen Lösungen gewährleistet ist. Das Materialsystem ist geeignet für den Einsatz in der Medizintechnik.

Elektro-optische Leiterplatte

Die optische Signalübertragung mit Lichtwellenleitern ermöglicht deutlich höhere Übertragungsraten als die Kupfer gebundene elektrische Signalübertragung, was insbesondere in der Datenkommunikation genutzt wird. Licht ist aber auch unempfindlich gegen elektromagnetische Störfelder und weist auch noch weitere interessante Eigenschaften auf. In einer zweijährigen Entwicklungszusammenarbeit hat die Firma Varioprint AG aus Heiden (Schweiz) zusammen mit dem Institut MNT die Vorteile von Licht und Elektrizität in einer elektro-optischen Leiterplatte (EOCB) kombiniert und kann nun das Resultat mit einem Demonstrator-Board präsentieren.

Piezoaktuiertes Mikroventil mit Flüssigkeitsübersetzung zur Schaltung von Reagenzien

Die Entwicklung neuer Pharmazeutika ist eine der zentralen Aufgaben der Pharmaindustrie. Ein elementares Glied in der Kette der Medikamentenentwicklung ist das Screening. In diesem Prozess wird die Wirksamkeit der Reagenzien auf die Krankheitserreger geprüft. Die Reagenzien werden von den Reservoirs durch die Verschlauchungen und die Ventile in die Dispenserspitzen geführt, welche die Flüssigkeiten in die Mikrotitterplatten abgeben. Muss eine Dispenserspitze gespült oder ein Reagenzbehälter gewechselt werden, geht das ganze Volumen der äusserst teuren und nur beschränkt verfügbaren Reagenz hinter den Ventilen verloren. Massgebend für das grosse Totvolumen sind die Schlauchverbindungen. Dieses Totvolumen kann durch eine mikrotechnische Integration der Ventile und der Dispenserspitze auf einem Chip um 98% reduziert werden.

Tanz auf dem Licht - Konfektionierbare LED Flach-Lichtquelle

Alle Prognosen sind sich einig: In spätestens 10 Jahren werden Licht emittierende Dioden (LED) so leistungsstark und preiswert sein, dass für Glühbirnen und Halogenlampen die Lichter ausgehen dürften. Dank eines neuen LED-Panels werden jetzt die Potenziale dieser Lichtquelle erst richtig nutzbar - für unzählige fantasievolle Licht-Anwendungen.

Die Kombination aus Flachheit, Biegsamkeit und der Tatsache, dass die Flach-Lichtquelle in grossen Flächen hergestellt wird die beliebig aufteilbar sind, stellt dem Designer von Leuchten erstmals ein Leuchtmittel zur Verfügung, dessen Form er weitgehend selbst gestalten kann, um fantasievolle Raumbeleuchtungen zu kreieren.

Anemometer

Dieser Durchflusssensor, in der Fachsprache auch Anemometer genannt, wurde für die Mengenabgabekontrolle von biologischen Reagenzien in Mikrodispenserspitzen entwickelt. Der mit mikrosystemtechnischen Prozessen gefertigter Sensor kann Durchflüsse im Mikro-/Nanoliterbereich detektieren.

Über ein Heizelement wird eine konstante Leistung in das Durchflussmedium abgegeben. Je nachdem wie schnell das Medium über dem Heizelement fliesst, erwärmt sich ersteres mehr oder weniger stark. Die Temperaturdifferenz des Mediums vor und nach dem Heizelement ist ein direktes Mass für den Massendurchfluss

Herausforderung aus dem Weltraum - Hochpräzise Laserstrahl Lenkung

Einen Laserstrahl von Zürich aus via Satellit konstant auf den Minutenzeiger von Big-Ben gerichtet zu halten, selbst wenn die Plattform mit 1000 Herz vibriert: Dank «Fine Pointing Assembly (FPA)» wird diese unglaubliche Präzision möglich. Mit dem FPA-Projekt hat das MNT Team in Zusammenarbeit mit der Industrie ein Spitzenprodukt der Lasertechnik realisiert.

Neues Fabry-Perot-Interferometer

Dank Mikrosystemtechnik und einer Lösung auf anderer Materialbasis konnten bei dem neuen Fabry-Perot-Interferometer jetzt die Produktionskosten pro Bauteil dramatisch gesenkt werden. Kernelemte sind zwei Siliziumspiegel. Einer der beiden Spiegel ist an vier winzigen, mit blossem Auge nicht erkennbaren Federbalken beweglich aufgehängt. Der zweite Spiegel ist im Abstand von 30μm parallel dazu angeordnet. Die nötige Änderung des Spiegelabstandes erfolgt elektrostatisch. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung (0-40V) an die Spiegel, ziehen sich diese gegenseitig an und der Abstand ändert sich. Die beiden Spiegel des Fabry-Perot-Filters werden aus zwei separaten Silizium-Scheiben (Wafer) hergestellt. Auf beiden Wafern sind jeweils 250 Stück untergebracht. Die beiden Siliziumscheiben werden anschliessend durch ein speziell für diese Anwendung entwickeltes Bondverfahren zusammengefügt. Alle Teile werden bis zum letzten Arbeitsgang im Batchverfahren prozessiert.