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Mikro- und NanosystemeMikro- und Nanosysteme
Mikro- und Nanosysteme in der Umwelt...
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LerninhalteLerninhalte
Mikro- und NanosystemeMikro- und Nanosysteme
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““Education is an admirable thing, but it is well to remember from time to time thatEducation is an ad...
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LernzieleLernziele
Überblick und Systemverständnis über die LängenskalenÜberblick und Systemverständni...
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LehrmethodenLehrmethoden
VorlesungVorlesung
GastreferateGastreferate
ev. zusammen mit LST Vollzeitev. ...
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Zusammenhang zu anderen VorlesungenZusammenhang zu anderen Vorlesungen
Erforderliche Vorkenntisse:Erfo...
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KernlehrinhaltKernlehrinhalt
Vernetzung verschiedener Disziplinen & SystemverständnisVernetzung versc...
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Materialien - GrundlagenMaterialien - Grun...
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Hochschule für LifesciencesHochschule für Lifesciences
Material: StahlMaterial: Stahl
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Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen
Mikrofluidik – Fabrikation, Materialien (P...
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Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen
BioMEMS & Mikro ZellkulturenBioMEMS & Mikr...
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Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen
Implantierbare Mikrosysteme – Basics (Vert...
Slide 26Mikrosysteme
Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen
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Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen
NanotechnologienNanotechnologien
AFM Gold ...
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Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen
Nanomedizin – Visionen – Ethik – RisikoNan...
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Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen
Systemintegration und Industrielle Anwendu...
Slide 30Mikrosysteme
Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen
GastreferateGastreferate
Lab-on-a-Chip, Dr...
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DissertationDissertation
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  1. 1. Slide 1Mikrosysteme GrundlagenGrundlagen Mikro- und NanosystemeMikro- und Nanosysteme Mikro- und Nanosysteme in der Umwelt, Biologie und MedizinMikro- und Nanosysteme in der Umwelt, Biologie und Medizin EinführungEinführung Dr. Marc R. DusseillerDr. Marc R. Dusseiller
  2. 2. Slide 2Mikrosysteme LerninhalteLerninhalte Mikro- und NanosystemeMikro- und Nanosysteme
  3. 3. Slide 3Mikrosysteme ““Education is an admirable thing, but it is well to remember from time to time thatEducation is an admirable thing, but it is well to remember from time to time that nothing that is worth knowing can be taught.”nothing that is worth knowing can be taught.” Oscar WildeOscar Wilde, “, “The Critic as Artist”, 1890The Critic as Artist”, 1890 Irish dramatist, novelist, & poet (1854 - 1900)Irish dramatist, novelist, & poet (1854 - 1900)
  4. 4. Slide 4Mikrosysteme LernzieleLernziele Überblick und Systemverständnis über die LängenskalenÜberblick und Systemverständnis über die Längenskalen Die Studierenden kennen...Die Studierenden kennen... •• die Vielfalt an Mikro- und Nanofabrikationsmethodendie Vielfalt an Mikro- und Nanofabrikationsmethoden •• die Eingenschaften verschiedener Materialien in Mikrosystemendie Eingenschaften verschiedener Materialien in Mikrosystemen •• Mikrosysteme für Biomedizinische AnwendungenMikrosysteme für Biomedizinische Anwendungen •• Industrielle AnwendungsbeispieleIndustrielle Anwendungsbeispiele Die Studierenden verstehen...Die Studierenden verstehen... •• die physikalischen & biochemischen Grundlagen von Sensorendie physikalischen & biochemischen Grundlagen von Sensoren •• die Prozesse an der Grenzfläche Mikrosystem/Biologiedie Prozesse an der Grenzfläche Mikrosystem/Biologie •• die Zusammenhänge über verschiedene Längenskalendie Zusammenhänge über verschiedene Längenskalen Die Studierenden können...Die Studierenden können... •• ein angepasstes Verfahren auswählen im Engineering Alltagein angepasstes Verfahren auswählen im Engineering Alltag
  5. 5. Slide 5Mikrosysteme LehrmethodenLehrmethoden VorlesungVorlesung GastreferateGastreferate ev. zusammen mit LST Vollzeitev. zusammen mit LST Vollzeit FallstudieFallstudie GruppenarbeitGruppenarbeit u-LABu-LAB ein Morgenein Morgen midQuiz/endQuizmidQuiz/endQuiz Zwischenprüfung und SemesterendprüfungZwischenprüfung und Semesterendprüfung LiteraturLiteratur Buch und weiterführende ArtikelBuch und weiterführende Artikel SelbststudiumSelbststudium Internet, weiterführende Literatur, Vorbereitung auf Thema der nächsten VorlesungInternet, weiterführende Literatur, Vorbereitung auf Thema der nächsten Vorlesung Assignments/SelbsttestsAssignments/Selbsttests
  6. 6. Slide 6Mikrosysteme Zusammenhang zu anderen VorlesungenZusammenhang zu anderen Vorlesungen Erforderliche Vorkenntisse:Erforderliche Vorkenntisse: • 04-060 Materialien und Werkstoffe (MAW04-060 Materialien und Werkstoffe (MAW)) • 01-010 Physik01-010 Physik • 01-060 Chemie01-060 Chemie • 0x-xxx Biologie0x-xxx Biologie
  7. 7. Slide 7Mikrosysteme KernlehrinhaltKernlehrinhalt Längenskalen in der FabrikationLängenskalen in der Fabrikation Device - Mikrosystemintegration Mikrofabrikation Nanomanipultion
  8. 8. Slide 8Mikrosysteme KernlehrinhaltKernlehrinhalt Längenskalen in der Physik und ChemieLängenskalen in der Physik und Chemie Interaktion mit Strahlung Elektromagnetische Strahlung (Licht, Radio, Röntgen etc..) Frequenz Wellenlänge Energie Längenskala
  9. 9. Slide 9Mikrosysteme KernlehrinhaltKernlehrinhalt Längenskalen in der BiologieLängenskalen in der Biologie
  10. 10. Slide 10Mikrosysteme KernlehrinhaltKernlehrinhalt Vernetzung verschiedener Disziplinen & SystemverständnisVernetzung verschiedener Disziplinen & Systemverständnis
  11. 11. Slide 11Mikrosysteme Vorlesung 2.0Vorlesung 2.0 MIS_wikiMIS_wiki http://www.dusseiller.ch/mis_wiki/http://www.dusseiller.ch/mis_wiki/ NewsNews UnterlagenUnterlagen Weiterführende LiteraturWeiterführende Literatur MitarbeitMitarbeit InteraktionInteraktion PublikationPublikation login nötiglogin nötig Gastreferate tbaGastreferate tba Informationen perInformationen per
  12. 12. Slide 12Mikrosysteme Pflichtliteratur zur VorlesungPflichtliteratur zur Vorlesung Fundamentals of BioMEMS and Medical MicrodevicesFundamentals of BioMEMS and Medical Microdevices Steven S. SalitermanSteven S. Saliterman ISBN: 978-0-8194-5977-0ISBN: 978-0-8194-5977-0 Hardcover 576 pages January 2006Hardcover 576 pages January 2006 Preis US ca $107.00 bei amazon USPreis US ca $107.00 bei amazon US The world is on the threshold of a revolution that will change medicine and howThe world is on the threshold of a revolution that will change medicine and how patients are treated forever.patients are treated forever. Bringing together the creative talents of electrical, mechanical, optical andBringing together the creative talents of electrical, mechanical, optical and chemical engineers, materials specialists, clinical-laboratory scientists, andchemical engineers, materials specialists, clinical-laboratory scientists, and physicians, the science of biomedical microelectromechanical systemsphysicians, the science of biomedical microelectromechanical systems (bioMEMS) promises to deliver sensitive, selective, fast, low cost, less(bioMEMS) promises to deliver sensitive, selective, fast, low cost, less invasive, and more robust methods for diagnostics, individualized treatment,invasive, and more robust methods for diagnostics, individualized treatment, and novel drug delivery.and novel drug delivery. This book is an introduction to this multidisciplinary technology and the currentThis book is an introduction to this multidisciplinary technology and the current state of micromedical devices in use today. The first text of its kindstate of micromedical devices in use today. The first text of its kind dedicated to bioMEMS training. Fundamentals of BioMEMS and Medicaldedicated to bioMEMS training. Fundamentals of BioMEMS and Medical Microdevices is Suitable for a single semester course for senior andMicrodevices is Suitable for a single semester course for senior and graduate-level students, or as an introduction to others interested or alreadygraduate-level students, or as an introduction to others interested or already working in the field.working in the field. & weiterführende wissenschaftlilche Artikel& weiterführende wissenschaftlilche Artikel
  13. 13. Slide 13Mikrosysteme Weiterführende LiteraturWeiterführende Literatur
  14. 14. Slide 14Mikrosysteme ÜberblickÜberblick Mikro- und NanosystemeMikro- und Nanosysteme Vorschau über den gesamten StoffVorschau über den gesamten Stoff
  15. 15. Slide 15Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen • CMOS Verfahren zur Herstellung eines Transistors Geschichtliche HintergründeGeschichtliche Hintergründe • Integrierter Schaltkreis, 1961Integrierter Schaltkreis, 1961 Erster Transistor, 1947Erster Transistor, 1947LithographieLithographie Photgraphie
  16. 16. Slide 16Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Mikrosysteme auf verschiedenen GrössenordnungenMikrosysteme auf verschiedenen Grössenordnungen • CMOS Verfahren zur Herstellung eines Transistors
  17. 17. Slide 17Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen MikrofabrikationstechnikenMikrofabrikationstechniken • ReinraumtechnikenReinraumtechniken • PhotolithographiePhotolithographie • TrockenätzverfahrenTrockenätzverfahren • BeschichtungsverfahrenBeschichtungsverfahren • NassätzverfahrenNassätzverfahren • ReplikationsverfahrenReplikationsverfahren CMOS Verfahren zur Herstellung eines Transistors
  18. 18. Slide 18Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Materialien - GrundlagenMaterialien - Grundlagen
  19. 19. Slide 19Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Materialien in MikrosystemenMaterialien in Mikrosystemen • SiliziumSilizium • MetalleMetalle • KunststoffeKunststoffe • BiomaterialienBiomaterialien • ProteineProteine Metall nach Wegätzen eines CMOS Chips Mikrofabriziertes Kunststoffprodukt
  20. 20. Slide 20Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Oberflächen und Bio-GrenzflächenOberflächen und Bio-Grenzflächen • Natürliche OxidschichtenNatürliche Oxidschichten • anorganisch Beschichtungenanorganisch Beschichtungen • Polymere BeschichtungenPolymere Beschichtungen • Biochemische BeschichtungenBiochemische Beschichtungen • Patterning MethodenPatterning Methoden AlbuminOxidschichten Biologisch/künstliche Nanoarchitektur
  21. 21. Slide 21Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Mikroinjektions SystemeMikroinjektions Systeme Was ist das?
  22. 22. Slide 22Mikrosysteme Hochschule für LifesciencesHochschule für Lifesciences Material: StahlMaterial: Stahl Grösse: 900Grösse: 900 μμm Durchmesser, Öffnung der Spitze 15m Durchmesser, Öffnung der Spitze 15 μμmm Bearbeitung: Schleifen, Drahterosion und PolierenBearbeitung: Schleifen, Drahterosion und Polieren Anwendung: Spotting von MicroarraysAnwendung: Spotting von Microarrays Hergestellt in Zusammenarbeit mit einem Industrie-PartnerHergestellt in Zusammenarbeit mit einem Industrie-Partner Prof. U. Pieles für „Nano ist Spitze“ WettbewerbProf. U. Pieles für „Nano ist Spitze“ Wettbewerb Was ist das eigentlich?
  23. 23. Slide 23Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Mikrofluidik – Fabrikation, Materialien (Physik und Lab-on-a-ChipMikrofluidik – Fabrikation, Materialien (Physik und Lab-on-a-Chip Anwendungen in der Vorlesung Fludik, 2. Teil)Anwendungen in der Vorlesung Fludik, 2. Teil)
  24. 24. Slide 24Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen BioMEMS & Mikro ZellkulturenBioMEMS & Mikro Zellkulturen • AnwendungsbeispieleAnwendungsbeispiele • In-Vitro DiagnostikIn-Vitro Diagnostik • Wasser AnalyseWasser Analyse • High-Throughput PCRHigh-Throughput PCR • BiosensorenBiosensoren • 3-D Zellkultur3-D Zellkultur
  25. 25. Slide 25Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Implantierbare Mikrosysteme – Basics (Vertiefung im 5. Semester)Implantierbare Mikrosysteme – Basics (Vertiefung im 5. Semester)
  26. 26. Slide 26Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Hybride Systeme – Brain-Computer Interface?Hybride Systeme – Brain-Computer Interface? Neuron auf einem Chip www.biochem.mpg.de/mnphys/ Schnecken Neuronzelle auf einer Elektrode. Gastreferat? Ayanda Microsystems?
  27. 27. Slide 27Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen NanotechnologienNanotechnologien AFM Gold Nanopartikel auf Zellwand Atome mit STM positioniert AFM - Protein-DNA Interaktion DNA self assembly
  28. 28. Slide 28Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Nanomedizin – Visionen – Ethik – RisikoNanomedizin – Visionen – Ethik – Risiko
  29. 29. Slide 29Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen Systemintegration und Industrielle AnwendungenSystemintegration und Industrielle Anwendungen Schluckbare Kamera für Gastroendoskopie www.givenimaging.com/ GeneChip Microarrays für DNA Analyse www.affymetrix.com Nanopump für Insulin- Injektionssysteme www.debiotech.ch
  30. 30. Slide 30Mikrosysteme Lehrinhalt – Übersicht ThemenLehrinhalt – Übersicht Themen GastreferateGastreferate Lab-on-a-Chip, Dr. Didier Falconnet Biocartis, Lausanne
  31. 31. Slide 31Mikrosysteme Über meine MMS ErfahrungenÜber meine MMS Erfahrungen DissertationDissertation http://e-collection.ethbib.ethz.ch/cgi-bin/show.pl?type=diss&nr=16433http://e-collection.ethbib.ethz.ch/cgi-bin/show.pl?type=diss&nr=16433
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