Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

Monodisperse Partikel und Mikrokapseln kommen inzwischen in den verschiedensten Branchen zur Anwendung, z.B. in der Pharma- und  Lebensmittelindustrie oder als smart materials in der Textilindustrie. Partikel mit hoher Monodispersität und gleichbleibender Qualität ermöglichen u. a. eine einfache und kontrollierbare Dosierung, eine gleichmäßige und staubfreie Aufbringung auf großflächigen Materialien oder in Form von Mikrokapseln eine definierte Wirkstofffreisetzung, so dass sie sowohl als Prozesshilfsmittel als auch als Endprodukt eingesetzt werden können.

Verglichen mit großtechnischen Verfahren zur Partikelherstellung wie z. B. der Sprühtrocknung ermöglichen mikrofluidische Strukturen durch die Kombination aus fluiddynamischer Tropfenbildung und anschließender Partikelaushärtung bzw. ‑trocknung die Herstellung maßgeschneiderter Mikropartikel und –kapseln mit hoher Monodispersität und einheitlicher Morphologie. Da bei etablierten Methoden zur mikrofluidischen Tropfenerzeugung (z. B. Flow-Focusing und T-Stück) häufig Durchsatz und Variabilität begrenzt sind, wird im Bereich der mikrofluidischen Tropfenbildung intensiv über Leistungssteigerungen bei gleichbleibender Partikelqualität geforscht. Alternative Tropfenbildungsmechanismen wie das Step-Emulgieren ermöglichen eine Durchsatzsteigerung durch einfaches Numbering-up, da hier die Tropfengröße allein durch die Düsengeometrie bestimmt wird und weitgehend unabhängig vom Strömungsverhältnis im Mikroreaktor bzw. von Stoffeigenschaften wie der Viskosität ist. Zur Untersuchung der Gesetzmäßigkeiten und Abhängigkeiten der Tropfenbildung im Step werden im Fraunhofer ICT Mikroreaktoren mit variierter step-Geometrie entwickelt und erprobt.

Wir bieten mehrere Diplom-, Bachelor- oder Masterarbeiten im Bereich der Entwicklung neuer Mikroreaktoren und skalierbarer Verfahren zur Herstellung von Mikropartikeln und –kapseln an.

Mögliche Arbeiten / Themenbereiche sind z.B.:

• Design und Erprobung von mikrofluidischen Tropfengeneratoren mit variierter Reaktorgeometrie  – experimentell und virtuell (CFD)
• Untersuchung und Modellierung der Tropfenbildung im Step-Reaktor in Abhängigkeit von Step-Geometrie und Material- bzw. Prozessparametern
• Mikrofluidische Herstellung von Mehrfachemulsionen mit Step-Reaktoren
• Prozessierung feststoffhaltiger Suspensionen in mikrofluidischen Strukturen
• Scale-up der mikrofluidischen Herstellung polymerer Mikropartikel und -kapseln durch Designoptimierung und Numbering-up im Mikroreaktor
• Anwendungsspezifische Entwicklung von polymeren Mikropartikeln und Mikrokapseln durch Variation von Material und Mikroreaktordesign

• Studiengang: Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwesen, Chemie, Maschinebau oder geeignetes Fach mit fundierten physikalisch / chemischen Kenntnissen
• Interesse an experimentellen Laborarbeiten
• hohes Maß an Selbständigkeit, Eigeninitiative  und Flexibilität
• fundierte CFD-Kenntnisse, bei Themenbereichen mit hohem Anteil an Modellierungs-/Simulationsaufgaben

ab sofort