Transport von Teilchen in asymmetrisch modulierten Poren

Abstract

Die Separation von mesoskopischen Partikeln nach ihrer Größe findet viele Anwendungen in Industrie, Medizin und Biologie. Die Diffusion der Teilchen wirkt aber im Allgemeinen einer Sortierung entgegen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich experimentell mit dem Teilchentransport nach dem Driftratschenprinzip, bei dem diese Brown’sche Bewegung stattdessen zum Transport genutzt werden soll. Dabei werden in Wasser suspendierte Partikel in einem Array aus asymmetrisch modulieren Mikrokanälen in makroporösem Silicium mikrofluidisch bewegt. Insbesondere wird Bezug genommen auf die Arbeit von Matthias und Müller (Nature 424, 53–57, 2003), der ersten Veröffentlichung zu experimentellen Teilchentransport nach dem Driftratschenprinzip. Neue Experimente, die die gleichzeitige Messung von Partikeln unterschiedlicher Größe erlauben, führen dabei zusammen mit Prüfung und Wiederholung der ursprünglichen Experimente zu einer neuen Interpretation des gemessenen Teilchentransports: Dieser kann nicht durch einen Driftratscheneffekt erklärt werden, sondern durch Konvektion und ein zu großes Hubvolumen des in den Kanälen oszillierenden Wassers.