Upgrade für den Mikroskoptisch: Hartmagnetische Schichten tragen dazu bei, kleinste Zellstrukturen sehr schnell und genau zu erfassen. Das zahlt sich bei der Herstellung von Impfstoffen aus.
Mikroskop- und Labortechnik werden bei der Suche nach Impfstoffen und Therapien, etwa gegen SARS-CoV-2, eingesetzt. Am Fraunhofer IST in Braunschweig entwickeln Forscher jetzt hartmagnetische CoSm-Schichten (Kobalt-Samarium) für magnetische Maßstäbe. Diese Bänder werden in Mikroskoptischen eingesetzt. Sie erhöhen die Positioniergenauigkeit des Mikroskoptischs, auf dem die Probe zur Beobachtung abgelegt wird.
„Biologisches Material wie Zellen können sich bewegen, daher muss ich Positionen bis auf den Mikrometer präzise anfahren können“, sagt Dr. Ralf Bandorf, Wissenschaftler am Fraunhofer IST. Die Mikroskoptische, die mit der magnetischen Positionierung arbeiten, lassen sich sehr kompakt bauen.
Das Team um Bandorf bringt die CoSm-Schichten auf unmagnetische Metallbänder auf. Sie erhalten eine definierte magnetische Struktur bzw. Funktionsschicht, die sich mit einem Signalmuster codieren und per Sensor auslesen lässt, um eine Positionsbestimmung vornehmen zu können. „Im Zusammenspiel mit den integrierten Sensoren, die die Signale auslesen, ermöglichen unsere Schichten das Anfahren von Positionen bis auf fünf Nanometer genau“, so der Ingenieur.
Magnetisch beschichtetes Band mit Codierung.© ITK Dr. Kassen GmbHDie Tische ermöglichen durch das integrierte Messsystem eine Absolutbestimmung der Position, ohne Referenzierung. Wiederholgenauigkeiten von plus/minus 100 Nanometer sind erreichbar. Dies ist besonders bei der Untersuchung von lebenden Objekten wichtig, wo die Untersuchungszeit oftmals knapp und ein schnelles Positionieren daher essenziell ist.
Die Schichten ersetzen galvanische Kobaltschichten, für die umweltschädliche Chemikalien benötigt werden. Sie zeichnen sich durch ihre Robustheit und Langlebigkeit sowie durch besonders gute magnetische Eigenschaften aus: Sie ermöglichen ein stärkeres magnetisches Signal und berührungsloses Messen. Auch kann man in geschlossenen Bauteilen wie etwa Hydraulikzylindern messen, an die optische Systeme nicht gelangen.
Anders als reine Kobaltschichten sind die CoSm-Schichten nicht so leicht ummagnetisierbar und unempfindlich gegenüber Störfeldern. Außerdem lassen sich sehr feine Schichtdicken erzielen. Darüber hinaus erlauben sie auch das Messen in verschmutzten Bereichen.
Dieser Beitrag basiert auf einer Pressemitteilung des Fraunhofer-Gesellschaft.
Bildquelle: Markus Spiske, unsplash
