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    Neuartige magnetokalorische Maschine für Kühl- und Heizanwendungen - MagKal : Schlussbericht ; Laufzeit des Vorhabens: 01.01.2012-30.06.2015
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2015) Lindackers, Dirk; Voigtländer, Ralf; Grasemann, Samuel; Seidemann, Torsten
    Aus dem Projektziel der Weiterführung von Erforschung und Anwendung des Magnetokalorischen Effekts (MCE) generierte sich für das IFW die praktische Demonstration der Vervielfachung sowie Umkehrung der Temperaturänderung. Grundlegend wurden Arbeiten zur Optimierung von Magnetfeld, Probenform und Wärmetausch zwischen MCE-Material und Fluid vorangestellt. Nach umfangreichen theoretischen und kalkulatorischen Betrachtungen zum Magnetfeld, flossen diese Erkenntnisse direkt in die Entwicklung eines Zyklensimulators ein. Durch diese eigenerrichtete Versuchsanlage konnte das Magnetkonzept für den Demonstrator bestätigt und optimiert werden. Neben dem quasi Referenzmaterial Gadolinium wurde mit apparativer Unterstützung aus dem IFW Lanthan-Eisen-Silizium-Proben gefertigt. In nachfolgenden Untersuchungen wurden umfangreiche Testreihen zum effizienten Wärmetausch vom MCE-Material an das geeignetste Übertragungsfluid und zur bestmöglichen Probengeometrie absolviert. Die apparative Grundlage dazu stellt die thermische Testanlage des IFW dar. Eine Steigerung des technischen Aufwandes gegenüber dem Zyklierer zeigt sich in umfangreicher Sensorik und einem eigenen Messprogramm. Durch realitätsnahe Versuche im Feld eines starken Elektromagneten wurden wichtig Erkenntnisse für die Gestaltung des Probenmoduls im Demonstrator gewonnen. Der im IFW Dresden in Betrieb genommene MagKal-Demonstrator ermöglicht eine Vielzahl an Variationen von Parametern des magnetokalorischen Prozesses. Beispielgebend seien hier Durchfluss, Öffnungsverschiebung, Taktzeit, … genannt. Dieses Konzept erlaubt neben der Erweiterungsperspektive die Option für seriellen bzw. parallelen Betrieb der Module. Die Probenkammern der Module erlauben eine Untersuchung verschiedener Probengeometrien und /oder –materialien. Darüber hinaus können für diesen Demonstrator alle Parameter im Kühl- und Wärmepumpenbetrieb gefahren werden. Somit verschafft die Breite der experimentell beeinflussbaren Versuchsparameter dem Demonstrator einen unikalen Status. Diese Eigenschaften sind die wesentlichen Alleinstellungsmerkmale des im MagKal-Projekt entwickelten Demonstrators. Vielversprechende Ansätze zur Anwendung des erstellten Demonstrators gibt es für die ökologisch und energetisch optimierte technische Gebäudeklimatisierung, da in dieser Leistungsklasse vergleichsweise langsame Prozesse mit geringerer Temperaturdifferenz stattfinden. Es wird erwartet, dass es auf der Grundlage der Projektergebnisse gelingt, industrielle Kooperationspartner zur Weiterentwicklung in Richtung kommerziell verwertbarer Produkte zu gewinnen.
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    GaN Dioden und selbstsperrende GaN Schalttransistoren für effiziente Leistungswandler (GaN Powerswitch) : Verbundprojekt Leistungswandler in GaN-Technologie zur Erschließung ungenutzter Energiepotentiale (PowerGaNPlus) ; im BMBF Verbundvorhaben Leistungselektronik zur Energieeffizienz-Steigerung (LES) ; Laufzeit des Vorhabens: 1.06.2010 bis 31.05.2013
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2014) Hilt, Oliver
    Es wurden GaN-basierte laterale Dioden mit geringer Einsatzspannung und intrinsisch selbstsperrende Transistoren für den Einsatz in Schaltkonvertern realisiert. Transisorergebnisse: - Basierend auf dem p-GaN-Gate Modul wurden selbstsperrende 100 m / 600 V Transistoren mit 1 V Einsatzspannung realisiert. - Durch den Einsatz eines eisendotierten GaN-Puffers konnte die Erhöhung des dynamischen Einschaltwiderstands für das 250 V Schalten auf den Faktor 2.6 reduziert werden. - Die Schaltverluste sind kleiner als für Si-basierte Superjunction MOSFETs. Diodenergebnisse: - Durch die Entwicklung des zurückgesetzten Anodenkontaktes konnten 300 m / 600 V Dioden mit 0.5 V Einsatzspannung realisiert werden. - Die Schaltverluste sind so klein wie bei SiC-basierten HV-Schottkydioden. - Die Dioden wurden erfolgreich im Boost-Konverter (Systemdemonstrator) der Uni Erlangen eingesetzt.
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    Erarbeitung eines mobilen mikrosystemtechnischen Gesamtsystems für Anreicherung, Nachweis und Charakterisierung zirkulierender Tumorzellen, Teilvorhaben IPHT: Entwicklung eines chipbasierten elektrischen Nachweises zur parallelen Identifikation von Tumorspezifischen Markern : Abschlussbericht ; Laufzeit des Vorhabens: 01.01.2011 - 30.06.2014
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2014) Weber, Karina; Popp, Jürgen
    Die Charakterisierung von zirkulierenden Tumorzellen stellt ein wichtiges diagnostisches Hilfsmittel für das Therapiemonitoring und die Therapieoptimierung bei Krebspatienten dar. Im Fokus des Verbundvorhabens „MiNa-CTC“ stand daher die Erforschung und Realisierung eines miniaturisierten, kostengünstigen, zuverlässigen, effizienten und mobilen Gesamtsystems für die Anreicherung, den Nachweis und die Charakterisierung zirkulierender Tumorzellen. Das Teilvorhaben des IPHT befasst sich dabei insbesondere mit der Erforschung einer chipbasierten Nachweismethode zur Detektion verschiedener Tumor-spezifischer Marker. Hierbei wurden insbesondere die Biomarker KRAS, PIK3CA und BRAF sowie im Hinblick auf eine mögliche Real-Time Amplifikation die Referenzgene RPL13A und GusBeta betrachtet. Im Ergebnis steht eine optisch auslesbare und miniaturisierte Chip-Plattform zum spezifischen Nachweis von Punktmutationen, die als Teillösung in ein Gesamtsystem integriert werden konnte. Das modular aufgebaute Gesamtsystem konnte erfolgreich an verschiedenen Probenmatrices validiert werden und stellt die Basis für ein zukünftig dezentral einsetzbares System zum Therapiemonitoring dar.
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    Mikroakustischer Mischer für Laboranalysensysteme - MiMi, Teilprojekt 1: Akustoelektronische Fluid-Mikroaktorik : Schlussbericht zum InnoProfile-Transfer-Verbundprojekt
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2016) Schmidt, Hagen
    Im Rahmen des Projekts wurden Funktionsprinzipien der Akustoelektronik, d.h. der akustischen Oberflächen- und Volumenwellen-Technik (surface acoustic waves: SAW, bulk acoustic waves: BAW) für die Nutzung zur Fluidaktorik in Laboranalysensystemen untersucht und weiterentwickelt. Angestrebt wurden vor allem kostengünstige und applikationsangepasste mikroakustische Lösungen. Hierzu wurden die Grundlagen verschiedener mikroakustischer Fluid-Manipulationen, wie Mischen/Homogenisieren, Erwärmen und Zerstäuben, für einen effizienten Einsatz in kommerziellen Anwendungen aufbereitet. Dies umfasste auch die Entwicklung von innovativen und kosteneffizienten Technologien zur flüssigkeitsdichten Verkapselung der Fluid-Mikroaktoren sowie Systemdesign, Aufbau, Charakterisierung und Optimierung derartiger Baugruppen für den Einsatz in unterschiedlichen Labor- und Analysengeräten. Es wurden mehrere Technologien auf ihre mikroakustische Tauglichkeit untersucht und Verkapselungsmaterialien charakterisiert, darunter silikatische Gläser und organische Polymere Auf der Geräteseite wurden ein Mischstab für den Einsatz in Autosamplern sowie eine optische Messzelle mit Mischfunktion als geeignete Anwendungen identifiziert. Mit den ausgewählten Verkapselungstechnologien ausgestattete mikroakustische Aktoren konnten erfolgreich gemeinsam mit den Projektpartnern im Rahmen von Demonstrationssystemen realisiert und getestet werden.
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    Verbundprojekt: Batterie – Stationär in Sachsen (BaSta), Teilvorhaben: Leibniz IFW : Schlussbericht ; Berichtszeitraum: 01.11.2012-30.04.2016
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2016) Eckert, Jürgen; Giebeler, Lars
    Die Entwicklung und Umsetzung umfasst eines völlig neuartigen Batteriekonzeptes, der die Vorteile der bisherigen Na-S-Hochtemperaturbatterien (z.B. niedrige Kosten und hohe Verfügbarkeit der notwendigen Rohstoffe) mit der Performance moderner Lithium-Ionenbatterien, jedoch auf Na-Ionenbasis, im Niedertemperaturbereich verknüpft. Dazu müssen neue Elektroden- bzw. Separatormaterialien mit vorteilhafter Interaktion und Degradationsstabilität in verschiedenen neuartigen Elektrolyten entwickelt werden. Darüber hinaus werden geeignete Verfahren zur Herstellung und Fertigung dieser Komponenten zu Niedertemperatur-Na-S-Batterien generiert. Die Ziele sollen durch die außerordentlich enge Vernetzung mehrerer Professuren der TU Dresden mit verschiedenen Instituten der Fraunhofer Gesellschaft, dem Leibniz IFW Dresden e.V. und der TU Bergakademie Freiberg erreicht werden. Der Arbeitsplan sieht eine 'bottom up' Strategie von der Materialentwicklung und Charakterisierung über die Werkstoffprozessierung hin zur Systementwicklung und -charakterisierung vor. Die universitären Einrichtungen arbeiten dabei vorwiegend grundlagenorientiert auf dem Gebiet der Materialentwicklung für einen völlig neuen Batterietyp. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden unmittelbar in die anwendungsorientierte Forschung überführt. Entscheidend ist die interaktive Zusammenarbeit zu allen Zeitpunkten und auf allen Ebenen des Gesamtvorhabens.
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    BioTransporter - effizienter Wirkstofftransport in biologischen Systemen : Verbundprojekt Wirkstofffreisetzungssysteme für den Urogenitaltrakt - DUro, Teilvorhaben: Entwicklung aktiver Mikrosphären zur Freisetzung urologisch relevanter Medikamente ; Schlussbericht
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2014) Dittrich, Barbara; Möller, Martin
    Die Entwicklung lokaler Drug-Delivery-Systeme im Rahmen des Verbundprojektes addressierte zwei häufige urologische Erkrankungen: die Überaktive Blase (OAB, overactive bladder) und das nicht-muskelinvasiven Blasenkarzinom (NMIBK). Die OAB besitzt mit einer Prävalenz von 17 % in den USA und Europa das Ausmaß einer Volkskrankheit. Aktuelle Ansätze zur intravesikalen lokalen Wirkstoffgabe beinhalten in der Regel die Einspülung von Wirkstofflösungen über einen Katheter in die Blase (Instillation). Hierbei werden z. B. Antimuskarinika gegen die Überaktive Blase (overactive bladder, OAB) oder ein Zytostatika zur Rezidiv- und Progressionsprophylaxe bei nicht-Muskel invasivem Blasenkarzinom (NMIBK) eingesetzt. Das Ziel des Teilvorhabens war die Entwicklung aktiver Mikrosphären und Filamente auf Polymerbasis zur lokalen Freisetzung von urologisch relevanten Wirkstoffen wie beispielsweise Trospiumchlorid oder Mitomycin C in die Blase. Durch die lokale Freisetzung sollen Nebenwirkungen, die bei einer systemischen Darreichung auftreten, vermieden bzw. minimiert werden. Es wurde ein skalierbares Herstellungsverfahren für die Herstellung der aktiven Mikrosphären entwickelt, ausgehend von der Mahlung und Dispersion der Wirkstoffpartikel in der Polymermatrix durch einen Naßmahlprozess, dem eigentlichen Herstellungsverfahren auf der Basis eines Emulsionsprozess und der anschließenden Aufarbeitung zu einem rieselfähigen Pulver durch das Verfahren der Sprühtrocknung. Das Freisetzungsverhalten der ausgewählten Polymermatrices wurde untersucht und eine Optimierung des Systems vorgenommen. Für die Indikation NMIBK wurde ein stark verkleinertes Filament-artiges Drug-Delivery-Systems entwickelt. Die entwickelten aktiven Mikrosphären konnten erfolgreich in das Gesamtsystem eingebaut werden und die entwickelten Drug-Delivery-Systeme wurden erfolgreich in den in-vitro und in-vivo Untersuchungen der Projektpartner angewendet.
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    Belastungs- und Zuverlässigkeitsuntersuchungen im Verbundprojekt: Entwicklung und Untersuchung der Beschichtung von Folienbändern mit Kontakten, Barrieren und Solarzellen - (Akronym: Flexsol) : Abschlussbericht ; Laufzeit: 01.10.2012-30.09.2015
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2016) Menzel, Siegfried; Hengst, Claudia
    Silizium basierte Dünnschichtsolarzellen auf flexiblen Substraten sind eine vielversprechende Alternative für zukünftige Photovoltaikanwendungen. Sie können in großen Stückzahlen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf großen Flächen und unter Verwendung von sehr kostengünstigen Polymersubstraten und bei niedrigen Temperaturen hergestellt werden. Das Ziel des Teilvorhabens „Belastungs- und Zuverlässigkeitsuntersuchungen“ waren experimentelle und theoretische Untersuchungen zum statischen bzw. dynamischen Belastungsverhalten von relevanten, flexiblen Schicht-Substratfolie-Verbunden bzw. Solarzellen-Substratfolie-Verbunden bei Raumtemperatur sowie bei erhöhten, prozessrelevanten Temperaturen bis 140°C. Ein Arbeitsschwerpunkt waren dabei zyklische Biegebelastungsexperimente unter Verwendung einer unikalen, im Projektverlauf entwickelten Biegeapparatur, um die kritischen Biegeparameter (kritische Zyklenzahl bis zum Ausfall durch Rissbildung, kritische Biegeradien und Temperatur- bzw. Dehnungsobergrenzen) und damit Lebensdauern solcher Schicht-Substratfolie-Verbunde abschätzen zu können. Wichtige, das thermo-mechanische Verhalten des Verbundes bestimmende Dünnschichteigenschaften, wie die Schichtmorpho-logie, der Elastizitätsmodul, die intrinsischen Schichtspannungen sowie die Schichtlastspannungen wurden für Einzelschichten der Materialien a-Si:H, InSnOx (ITO) und ZnSnOx (ZTO) sowie für Mehrlagensysteme der Dünnschichtsolarzelle auf flexiblen Polyethylenterephathalat (PET)-Substratfolien umfassend untersucht und in Abhängigkeit der bei der Herstellung verwendeten Prozessparameter und Schichtparameter (Schichtdicke, Material etc.) diskutiert. Des weiteren wurden das statische und zyklische Belastungsverhalten (einachsige Zugbelastung, Biegebelastung) relevanter Schicht-Substratfolie-Verbunde sowie von kompletten Solarzellen untersucht. Damit konnte ein signifikanter Beitrag zum Verständnis des Verhaltens und der Performance von flexiblen Einzelschicht- bzw. Schichtstapel-Substratfolie-Verbunde und der kompletter Solarzellverbunde unter thermisch-mechanischer Belastung für Anwendungen beispielsweise auf gekrümmten Oberflächen geleistet werden. Diese Erkenntnisse sind von herausragender Bedeutung für flexible Dünnschichtsolarzellen auf Polymersubstraten und waren aus der Literatur bislang nicht bekannt. Darüber hinaus flossen die Ergebnisse des Teilprojekts ein in die Arbeiten der Projektpartner des Verbundprojekts beispielsweise in Form der Formulierung kritischen Prozessparameter (z.B. kritische Vorspannkraft, kritische Biegeradien, Art der Folieneinspannung und Folienführung) und die Anlagendimensionierung für den Rolle-zu-Rolle-Herstellungsprozesses.
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    Ausbau des Kompetenzzentrums Dünnschicht und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin, Teilvorhaben 6: Analytik
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2014) Klingsporn, Max; Costina,, Ioan
    Derzeitiger Stand von Wissenschaft und Technik Die Photovoltaiklandschaft in Deutschland ist von der Wafer-Technologie dominiert. Im Bereich Dünnschicht-PV gibt es zahlreiche vielversprechende Entwicklungspotentiale, für die jedoch auch die geeigneten Depositions-, Analyse- und Simulationsverfahren zur Verfügung stehen müssen. Zielsetzung Ziel des Teilvorhabens war der Aufbau eines instituts- und standortübergreifenden Analysenetzwerks für Dünnschichtsolarzellen, um, durch die Kombination einer Vielzahl von in der Halbleiterindustrie etablierter Methoden mit neuentwickelten Messverfahren und begleitenden theoretischen Simulationen, neue Ansätze und Wege zur Wirkungsgradsteigerung von Silizium und CIS basierten Dünnschichtsolarzellen zu entwickeln. Ergebnis Die bisher nur in der Mikroelektronik genutzten Analysemöglichkeiten wurden hinsichtlich Probenpräparation und Messbedingungen auf die Untersuchung von Solarzellen angepasst. Dafür wurden spezielle Probenhalter, Eichproben Messkonzepte und Messrezepte angefertigt bzw. entwickelt. Anwendungsmöglichkeiten Die gewonnenen Erkenntnisse tragen zur Erweiterung der Kompetenzen auf dem Gebiet der Dünnschichtsolarzellenforschung im IHP bei und haben zur Entstehung einer permanenten Plattform für künftige Charakterisierungen auf diesem Anwendungsgebiet geführt.
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