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Schleusen-Shuttle für Materialproben

Eine Vakuumdose ermöglicht die einfache und sichere Handhabung von luftempfindlichen oder gefährlichen Proben und Materialien.

Die Dose ist unter Raumbedingungen geschlossen und öffnet sich im Vakuum automatisch.

Wissenschaftler stehen oft vor dem Problem, mit luftempfindlichen oder gefährlichen Proben und Materialien arbeiten zu müssen. So kann es beispielsweise bei der Entwicklung von Batterien und in der Photovoltaik nötig sein, Messungen an Materialien im Vakuum oder unter Schutzgasatmosphäre durchzuführen. Auch Mediziner, Biologen oder Kerntechniker hantieren häufig mit Proben, die wegen ihrer Gefährlichkeit nicht in die Umwelt gelangen dürfen.

Stand der Technik

Um solche Proben und Materialien zum Beispiel mit Mikroskopen oder Spektroskopen zu untersuchen, müssen diese in die Messkammern der Analysegeräte eingebracht werden, ohne mit der umgebenden Atmosphäre in Kontakt zu kommen. Dazu sind derzeit aufwendige und teure Schleusen- oder Manipulationseinrichtungen nötig.

Technologie

Forscher des Instituts für Nanotechnologie (INT) haben eine Vakuumdose entwickelt, mit der sich Kosten und Aufwand des Schleusenvorgangs reduzieren lassen. Eine Probe kann beispielsweise in einem Handschuhkasten (Glovebox) unter Schutzgasatmosphäre in die Vakuumdose eingeschlossen werden. Anschließend kann die Dose über die Schleuse der Glovebox entnommen werden. Die Vakuumdose besteht aus einem Probenteller, einem transparenten Deckel und einem Mechanismus zum Öffnen und Schließen. Unter Raumbedingungen wird der Deckel von einer Schraubenfeder so gegen einen in die Bodenplatte eingelassenen Dichtungsring gedrückt, dass die Dose luftdicht abgeschlossen ist. Ein außen angebrachter, mit Flüssigkeit gefüllter Blähkörper ist außerhalb des Vakuums entspannt. Bringt man die Dose ins Vakuum, beispielsweise in die Messkammer eines Analysegeräts, so fängt die Flüssigkeit im Blähkörper an zu sieden. Dabei expandiert der Blähkörper und zieht so den Deckel auf. Beim Aufheben des Vakuums entspannt sich der Blähkörper und der Deckel der Vakuumdose wird von der Spannfeder wieder dicht geschlossen.

Vorteile

Das Öffnen und Schließen ist beliebig oft wiederholbar. Durch die Wahl der Flüssigkeit im Blähkörper, beispielsweise Wasser oder Alkohol, lassen sich die Druck- und Temperaturwerte für das Öffnen und Schließen einstellen, sodass sich der Schleusen-Shuttle für verschiedene Anwendungen eignet.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dagmar Vössing, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Leitung Technologietransfer, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25582

E-Mail: dagmar.voessing@kit.edu

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