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Montag, 18.06.2012

Dresdner Forscher entwickeln weltweit ersten Chemie-Mikroprozessor

Von Lars Rischke

Dresden. Labor im Miniformat: Wissenschaftler aus Dresden haben nach eigenen Angaben den weltweit ersten chemischen Mikroprozessor entwickelt. Wie die Technische Universität Dresden am Montag mitteilte, handelt es sich dabei um die ersten echten sogenannten Lab-on-a-Chip-Mikroprozessoren, also eine Art Labor auf dem Mikrochip. Im Unterschied zu Computer-Mikroprozessoren würden keine elektronischen, sondern chemische Informationen in Form von Chemikalien-Konzentrationen verarbeitet.

Das Schaltkreis-Konzept ähnele dem der mikroelektronischen Prozessoren. Gelungen sei die Entwicklung einem Forscherteam um Professor Andreas Richter vom Institut für Halbleiter- und Mikrosystemtechnik.

Die Forscher aus Sachsen hoffen, dass ihr Konzept eine Entwicklung anstößt, die vergleichbar mit jener der elektronischen Mikroprozessoren ist, deren Einführung Anfang der 1970er Jahre den Siegeszug der Mikroelektronik einleitete. Angewendet werden könnten die neuen Chips unter anderem in der medizinischen Diagnostik.

Künftige Anwendungsgebiete gebe es in der Medizin, aber auch im Umweltbereich und der Prozesstechnik. Dort basierten viele Prozesse auf der Verarbeitung von Materialien. Könnten die entsprechenden Prozesse mit einem „chemischen Computer" gesteuert oder berechnet werden, ergäben sich „noch gar nicht absehbare Möglichkeiten", hieß es.

In Dresden wird demnach bereits an Systemen geforscht, die die Analytik und medizinische Diagnostik unterstützen sollen. Vorstellbar sei die Entwicklung eines Gerätes von der Größe eines Smartphones, welches anhand eines Tröpfchens Körperflüssigkeit sofort feststellen könne, „wie es dem betroffenen Menschen gesundheitlich geht, welche akuten Krankheiten er hat und was die nächsten notwendigen Maßnahmen sind".

Betrieb mit chemischer Energie

Wie es hieß, bestehen die neuartigen chemischen Schaltkreise ähnlich wie bei den mikroelektronischen Prozessoren aus gestapelten dünnen Schichten aktiver Materialen. Allerdings kommen nicht dotierte aktive elektronische Halbleitermaterialien wie Silicium zum Einsatz, sondern besondere Polymere. Diese bilden nach den Angaben die Basis für transistorähnliche Bauelemente, die zu Tausenden in den Chip integriert sind. Diese „chemischen Transistoren" regelten keinen elektrischen Strom, sondern Materieflüsse in winzigen Mikrokanälen.

Im Gegensatz zu den bisherigen Lab-on-a-Chips benötigten die Prozessoren aus Dresden keinerlei externe Steuerung, da sie vollautomatisch arbeiteten und ausschließlich mit chemischer Energie betrieben würden. Dabei könnten sie schon heute Aufgaben bewältigen, bei denen die meisten bestehenden Lab-on-a-Chip-Technologien trotz ihrer aufwändigen Computersteuerungen passen müssten.

Der chemische Mikroprozessor wurde nach den Angaben vor kurzem auf der Fachmesse „Smart Materials, Structures and Systems" in Italien präsentiert und soll in Kürze auch ausführlich in einem Artikel in der Zeitschrift „Lab on a Chip" beschrieben werden. (dapd)