Mechatronik handling devices based on piezo-ceramic structures for micro- und nano-applications

Projektziel: Entwicklung einer Methodologie und Technologie zur zweckmäßigen Auswahl und Erstellung von leistungsfähigen mechatronic handling devices (MHD), die für den Mikro- und/oder Nanobetrieb geeignet sind. Zu diesem Zweck müssen verschiedene Teilziele erreicht werden, wie z. B. die Entwicklung einer aufgabenorientierten Methodik sowie Werkzeuge für die Modellierung, Simulation, Design, Steuerung und experimentelle Untersuchung der MHD. Als Basis dienen Antriebselemente aus strukturierter Piezokeramik, die in das mechatronische System integriert sind. Diese werden zuerst ausgewählt, getestet und dann weiterentwickelt. Bisher sind zwei Anwendungsbeispiele für die Biomechanik sowie für die Chemie vorgesehen. Das erste betrifft Zellmanipulationen, das zweite beschäftigt sich mit elektrochemischer Impedanztechnologie. Basierend auf der Methode zur Synthese von Piezostrukturen und auf dem Ansatz zur Lösung von Designproblemen, die dafür in Parameteroptimierungsprobleme umgewandelt werden, sollen spezielle Single- und Multilayer-Ansätze für das Design der MHD entwickelt werden. Unter zu Hilfenahme der experimentell ermittelten Ergebnisse wird dann eine Vergleichsstudie der MHD-Prototypen aufgestellt. Sie dienen außerdem dazu, die mathematischen sowie die Simulationsmodelle zu verbessern.