Vacancy No. 16-2021-IMT

16-2021-IMT Promotion zum Thema "Mikrofluidische Systeme zur Parallelanalytik"

Absolventen (w/m/d) der Fachrichtung Mikrosystemtechnik, Maschinenbau, Physik oder Chemieingenieurwesen

Job description

Im Rahmen des ERC Synergy Grant HiSCORE sollen Sie parallelisierbare mikrofluidische Samplehandling-Systeme entwickeln. Dazu erstellen Sie Entwürfe und Konzepte (u.a. mit Hilfe von Simulationstools) und führen anschließend die Realisierung und experimentelle Erprobung durch. Gefrorene Proben aus einer DNP-Anlage sollen ballistisch in einen NMR Probenkopf eingeschossen werden. Anschließend sollten diese Proben ultraschnell aufgetaut, aliquotiert, und in den NMR Detektoren transportiert werden. Die hierzu benötigte Mikrofluidik muss hochgradig passiv sein, d. h. es dürfen nur wenige bewegte Teile (im Idealfall nur ein Aktivierungsdrucksignal) sowie eine Gesamt-Systemuhr vorhanden sein. Dennoch werden auch sensorische Funktionen und Diagnosesysteme implementiert sein müssen, um mit einem eingebetteten Mikro-Controller wechselzuwirken.

Eines der Hauptziele der Arbeit ist es, eine äußerst effiziente Probendistributions-Mikrofluidik zu erreichen, die gleichzeitig auch eine präzise Fluidverteilung gewährleistet. Um die zeitliche Effizienz zu optimieren, sollten superhydrophobe Oberflächen die Reibung minimieren. Gleichzeitig könnten Umlenkungsstrukturen einen Entwurf kompakt halten. Eine passive Suszeptibilitätsanpassung des mikrofluidischen Systems muss zudem zu ultraniedrigen Perturbationen des Magnetfelds im NMR (erwünscht ist ein ppb-Niveau) führen. Die mikrofluidischen Systeme sollen bevorzugt mittels Nano-Lithographie erstellt werden, aber auch andere Herstellungsprozesse sind vorstellbar.

Im ersten Jahr Ihrer Promotionsarbeit liegt der Fokus auf der Erprobung von äußerst niedrigen Reibungskoeffizienten und Durchflusswiderstandswerten, sowie auf einer Konzeptstudie, die mikrofluidische Elemente mit der benötigten Präzision für den gewünschten Einsatzbereich umfassen soll.

Danach soll ein mikrofluidisches System mit einer Duplizität von z. B. 16 Kanälen erzielt werden, wobei jeder Kanal gezielt angesteuert werden muss. Die Präzision kann wird ermittelt (z. B. Titrationsgrad). Gleichzeitig soll eine Suszeptibilitätsstörung von 1 ppb erzielt werden und das System soll kompatibel zu den Detektoren der übrigen HiS-CORE-Projektteile sein. Die sensorischen und Regelungsfunktionen müssen ebenfalls prinzipiell nachgewiesen sein.

Zum Abschluss Ihrer Arbeit wird das System auf 144 Kanäle skaliert, so dass es in das Volumen eines Standard-70 mm NMR-Probenkopfs hineinpasst und nach der gewünschten Spezifikation funktioniert.

Personal qualification
  • Wir erwarten ein abgeschlossenes Hochschulstudium (Diplom(Uni)/Master) der Fachrichtung Mikrosystemtechnik, Maschinenbau, Physik oder Chemieingenieurwesen.
  • Sie verfügen über Kenntnisse auf den Gebieten: Modellierung und Simulation, Strömungs- und Fluiddynamik, Mess- und Regeltechnik, sowie idealerweise Mikrotechnik
  • Kenntnisse in der Mikro-Fertigungstechnik sowie Verfahrenstechnik sind von Vorteil
Organizational unit

Institute of Microstructure Technology (IMT)

Starting date

01.09.2021

Vertragsdauer

3 Jahre

Bewerbungsfrist bis

30.06.2021

Fachliche/r Ansprechpartner/in

Fachliche Auskünfte erteilt Ihnen gerne Herr Prof. Dr. Brandner, e-mail: juergen.brandner@kit.edu, Telefon 0721 608-23963.

Application

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Personnel support is provided by 

Ms Gätcke
phone: +49 721 608-25010,

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Germany

Recognized severely disabled persons will be preferred if they are equally qualified.