Das Mikroventil für Dimensionen im Mikrometerbereich
Das Mikroventil gehört zur Gruppe der
Industriearmaturen. Es ist die kleine Variante an
Ventilen, die im Mikrometerbereich einsetzbar sind. Das Mikrometer ist vielfach noch unter der alten Bezeichnung Mikron bekannt und stellt eine Maßeinheit dar, die zwischen dem Millimeter und Nanometer angesiedelt ist. 1.000 Mikrometer ergeben einen Millimeter. Das Mikroventil wird häufig als Bauteil in der Mikrofluidik und anderen Mikrosystemen verwendet.
Zur Verwendung
Von „aktiver Mikrofluidik“ wird gesprochen, wenn die Arbeitsflüssigkeiten durch aktive Mikrokomponenten wie Mikropumpen oder Mikroventile gesteuert werden. Viele Beispiele findet man in der Biologie oder Medizin, wo mit sehr kleinen Probenmengen gearbeitet wird. Technische Anwendungen, die sich aktiver Mikrofluidik bedienen, gibt es in der Biotechnologie, Medizintechnik, Prozesstechnik, Sensortechnik und mittlerweile auch in Konsumgütern wie Blutdruckmessgeräten als Schnellablassventil. Mikroventile können in portable und kompakte Systeme integriert werden, was neue Anwendungsmöglichkeiten wie als Vorsteuerventil für die Industriepneumatik oder Regelventil für miniaturisierte
Durchflusssensoren. Mikroventile haben sogar in der Chemie bzw. Physik in der Titrationstechnik Einzug gehalten.
Zum Aufbau
Das Mikroventil gehört zu einer weiteren Komponente in der Mikrofluidik, nämlich der
Mikropumpe. Das Ventil steuert die Richtung bzw. den Bewegungsmodus der gepumpten Arbeitsmedien. Meist werden Mikroventile auf der Basis von einkristalllinem Silizium gebaut. Materialien wie Glas oder Kunststoff sind heute auch keine Seltenheit mehr. Die Steuerung erfolgt meist in eingeätzten Kanälen über mikromechanisch bewegliche Stößel, die den Strömungskanal verschließen können.
Die Durchflussrate, die Betriebstemperatur
Die für Ventile wichtige Durchflussrate wird in Bezug zur Mikrofluidik sehr oft in Nanoliter pro Minute angegeben. Wichtig ist natürlich neben dem geforderten Arbeitsdruck des Mikrosystems die minimale und maximale Betriebstemperatur.
Dosiermengen
Die optimale Dosiermenge hängt vom Medium ab. Gase, Wasser, Alkohol, Zellen, Lösungsmittel oder Reagenzien benötigen bis zu zehn Nanoliter (nl), Mineralöle, Glycerine, flüssige Kleber, UV-Kunststoffe oder Lacke bis 50 nl und Fette, Pasten, dickere Klebestoffe bzw. Lacke ab 200 nl.
Zum Expertenwissen
