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"Biologie trifft Mikroelektronik", das Motto des Instituts für Nano- und Biotechnologien (INB) an der FH Aachen, unterstreicht die zunehmende Bedeutung interdisziplinär geprägter Forschungsaktivitäten. Der thematische Zusammenschluss grundständiger Disziplinen, wie die Physik, Elektrotechnik, Chemie, Biologie sowie die Materialwissenschaften, lässt neue Forschungsgebiete entstehen, ein herausragendes Beispiel hierfür ist die Nanotechnologie: Hier werden neue Werkstoffe und Materialien entwickelt, einzelne Nanopartikel oder Moleküle und deren Wechselwirkung untersucht oder Schichtstrukturen im Nanometerbereich aufgebaut, die neue und vorher nicht bekannte Eigenschaften hervorbringen.
Vor diesem Hintergrund bündelt das im Jahre 2006 gegründete INB die an der FH Aachen vorhandenen Kompetenzen von derzeit insgesamt sieben Laboratorien auf den Gebieten der Halbleitertechnik und Nanoelektronik, Nanostrukturen und DNA-Sensorik, der Chemo- und Biosensorik, der Enzymtechnologie, der Mikrobiologie und Pflanzenbiotechnologie, der Zellkulturtechnik, sowie der Roten Biotechnologie synergetisch. In der Nano- und Biotechnologie steckt außergewöhnliches Potenzial! Nicht zuletzt deshalb stellen sich die Forscher der Herausforderung, in diesem Bereich gemeinsam zu forschen und Schnittstellen zu nutzen, um so bei der Gestaltung neuartiger Ideen und Produkte mitzuwirken, die zukünftig unser alltägliches Leben verändern werden.
Im Folgenden werden die verschiedenen Forschungsbereiche kurz zusammenfassend vorgestellt und vorhandene Interaktionen anhand von exemplarisch ausgewählten, aktuellen Forschungsprojekten skizziert.
Die Detektion von Schadstoffen repräsentiert in der Umweltanalytik eine wichtige Aufgabenstellung. Gerade die Abwasser- bzw. Brauchwasseranalytik sowie die Prozesskontrolle haben einen hohen Stellenwert. Siliziumbasierte Dünnschichtsensoren bieten eine kostengünstige Möglichkeit, „online“-Messungen bzw. Vor-Ort-Messungen zeitnah durchzuführen. In dieser Arbeit wird ein potentiometrisches Sensorarray auf der Basis von Chalkogenidgläsern zur Detektion von Schwermetallen in wässrigen Medien vorgestellt.
A light-addressable potentiometric sensor (LAPS) can measure the concentration of one or several analytes at the sensor surface simultaneously in a spatially resolved manner. A modulated light pointer stimulates the semiconductor structure at the area of interest and a responding photocurrent can be read out. By simultaneous stimulation of several areas with light pointers of different modulation frequencies, the read out can be performed at the same time. With the new proposed controller electronic based on a field-programmable gate array (FPGA), it is possible to control the modulation frequencies, phase shifts, and light brightness of multiple light pointers independently and simultaneously. Thus, it is possible to investigate the frequency response of the sensor, and to examine the analyte concentration by the determination of the surface potential with the help of current/voltage curves and phase/voltage curves. Additionally, the ability to individually change the light intensities of each light pointer is used to perform signal correction.
One-chip integrated dual amperometric/field-effect sensor for the detection of dissolved hydrogen
(2011)
Gas sensor investigation based on a catalytically activated thin-film thermopile for H2O2 detection
(2010)
Simultaneous detection of cyanide and heavy metals for environmental analysis by means of µISEs
(2010)
Realization of a calorimetric gas sensor on polyimide foil for applications in aseptic food industry
(2010)
Microfabrication, characterization and analytical application of a new thin-film silver microsensor
(2009)
Layer-by-Layer Assembly of Carbon Nanotubes Incorporated in Light-Addressable Potentiometric Sensors
(2009)
Bestimmung der metabolischen Aktivität von Mikroorganismen während des Biogasbildungsprozesses
(2009)